В настоящее время на Земле продолжается кайнозойская эра. Этот этап развития нашей планеты относительно короткий, если сравнивать его с предыдущими, например, протерозоем или археем. Пока он составляет всего 65,5 млн лет.

Геологические процессы, протекавшие на протяжении кайнозоя, сформировали современный облик океанов и материков. Постепенно менялся климат и, как следствие, растительный мир в той или иной части планеты. Предыдущая эра - мезозой - закончилась так называемой меловой катастрофой, повлекшей вымирание многих видов животных. Начало новой эпохи ознаменовалось тем, что опустевшие экологические ниши стали заполняться вновь. Развитие жизни в кайнозойскую эру происходило стремительно как на суше, так и в воде и в воздухе. Господствующее положение заняли млекопитающие. Наконец, появились предки человека. Люди оказались очень «перспективными» созданиями: несмотря на многократные изменения климата, они не просто выживали, но и эволюционировали, расселяясь по всей планете. Со временем человеческая деятельность стала еще одним фактором преобразования Земли.

Кайнозойская эра: периоды

Раньше кайнозой («эру новой жизни») было принято делить на два основных периода: третичный и четвертичный. Сейчас в ходу другая классификация. Самый первый этап кайнозоя - это палеоген («древнее образование»). Он начался примерно 65,5 млн лет назад и продолжался 42 млн лет. Палеоген делят на три подпериода (палеоцен, эоцен и олигоцен).

Следующий этап - неоген («новое образование»). Указанная эпоха началась 23 млн лет назад, а длительность ее составила примерно 21 млн лет. Неогеновый период подразделяют на миоцен и плиоцен. Важно отметить, что концом плиоцена датируется возникновение предков человека (правда, на тот момент современных людей они даже не напоминали). Где-то 2-1,8 млн лет назад начался антропогеновый, или четвертичный период. Он продолжается и поныне. На протяжении всего антропогена происходило (и происходит) развитие человека. Подпериоды данного этапа - это плейстоцен (эпоха оледенения) и голоцен (послеледниковая эпоха).

Климатические условия палеогена

Долгим периодом палеогена открывается кайнозойская эра. Климатпалеоцена и эоцена был мягким. В районе экватора средняя температура достигала 28 °С. В районе Северного моря температура была не намного ниже (22-26 °С).

На территории Шпицбергена и Гренландии обнаружены свидетельства того, что растения, характерные для современных субтропиков, чувствовали там себя вполне комфортно. Следы субтропической растительности найдены и в Антарктиде. Ни ледников, ни айсбергов в эоцене еще не было. На Земле существовали области, не испытывавшие недостатка в увлажнении, регионы с переменно-влажным климатом и засушливые районы.

В период олигоцена резко похолодало. На полюсах средняя температура упала до 5 °С. Началось образование ледников, которые позднее сформировали Антарктический ледниковый щит.

Флора палеогена

Кайнозойская эра - время повсеместного господства покрытосеменных и голосеменных (хвойных). Последние росли только в высоких широтах. На экваторе преобладали дождевые леса, основу которых составляли пальмы, фикусы и различные представители сандаловых. Чем дальше от моря, тем суше становился климат: в глубине материков раскинулись саванны и редколесья.

В средних широтах были распространены влаголюбивые тропические и растения умеренного климата (папоротники древовидные, хлебные деревья, сандал, банановые деревья). Ближе к высоким широтам видовой состав становился совсем другим. Для этих мест характерна типичная флора субтропиков: мирт, каштан, лавр, кипарис, дуб, туя, секвойя, араукария. Растительная жизнь в кайнозойскую эру (в частности, в эпоху палеогена) процветала даже за Полярным кругом: в Арктике, Северной Европе и Америке отмечено преобладание хвойно-широколиственных листопадных лесов. Но встречались здесь и субтропические растения, перечисленные выше. Полярная ночь не являлась препятствием для их роста и развития.

Фауна палеогена

Уникальный шанс предоставила фауне кайнозойская эра. Животный мир кардинально изменился: на смену динозаврам пришли примитивные мелкие млекопитающие, обитающие преимущественно в лесах и в болотах. Рептилий и земноводных стало меньше. Преобладали различные хоботные животные, индикотериевые (похожие на носорогов), тапиро- и свиноподобные.

Как правило, многие из них были приспособлены к тому, чтобы часть времени проводить в воде. В период палеогена также появляются предки лошадей, различные грызуны, позже - хищники (креодонты). На верхушках деревьев гнездятся беззубые птицы, в саваннах живут хищные диатримы - птицы, не умеющие летать.

Велико разнообразие насекомых. Что касается морской фауны, то наступает расцвет головоногих и двустворчатых моллюсков, кораллов; появляются примитивные раки, китообразные. Океан в это время принадлежит костистым рыбам.

Климат неогена

Продолжается кайнозойская эра. Климат в эпоху неогена остается сравнительно теплым и довольно влажным. Но похолодание, начавшееся в олигоцене, вносит свои коррективы: ледники уже не тают, влажность падает, усиливается континентальность климата. К концу неогена зональность приблизилась к современной (то же можно сказать и об очертаниях океанов и материков, а также о рельефе земной поверхности). Плиоцен ознаменовал начало очередного похолодания.

Неоген, кайнозойская эра: растения

На экваторе и в тропических поясах по-прежнему преобладают либо саванны, либо влажные леса. Умеренные и высокие широты могли похвастаться наибольшим разнообразием растительного мира: здесь были распространены широколиственные леса, главным образом вечнозеленые. Так как воздух стал суше, появились новые виды, из которых постепенно развилась современная флора Средиземноморья (оливы, платаны, грецкий орех, самшит, южная сосна и кедр). На севере вечнозеленые растения уже не выживали. Зато хвойно-широколиственные леса демонстрировали богатство видов - от секвойи до каштана. В конце неогена появились такие формы ландшафта, как тайга, тундра и лесостепь. Это опять-таки было связано с похолоданием. Северная Америка и Северная Евразия стали таёжными регионами. В умеренных широтах с засушливым климатом образовывались степи. Там, где раньше были саванны, возникли полупустыни и пустыни.

Фауна неогена

Казалось бы, не так уж продолжительна (в сравнении с прочими) кайнозойская эра: флора и фауна, тем не менее, успели сильно измениться с начала палеогена. Доминирующими млекопитающими стали плацентарные. Вначале развитие получила анхитериевая, а затем - гиппарионовая фауна. Обе названы в честь характерных представителей. Анхитерий - это предок лошади, небольшого размера животное, имеющее по три пальца на каждой конечности. Гиппарион - это, собственно, лошадь, но еще трехпалая. Не нужно думать, будто к указанным фаунам относились только родственники лошадей и просто копытные (олени, жирафы, верблюды,свиньи). На самом деле среди их представителей были и хищники (гиены, львы), и грызуны, и даже страусы: жизнь в кайнозойскую эру отличалась фантастическим разнообразием.

Распространению упомянутых животных поспособствовало увеличение площади саванн и степей.

В конце неогена в лесах появились предки человека.

Климат антропогена

Для этого периода характерно чередование оледенений и потеплений. Когда ледники наступали, их нижние границы достигали 40 градуса северной широты. Крупнейшие ледники того времени концентрировались в Скандинавии, Альпах, Северной Америке, Восточной Сибири, на Приполярном и Северном Урале.

Параллельно с оледенениями происходило наступление моря на сушу, хотя и не такое мощное, как в палеогене. Межледниковые периоды отличались мягким климатом и регрессией (осушением морей). Сейчас как раз идет очередной межледниковый период, который должен закончиться не позднее чем через 1000 лет. После него случится очередное оледенение, которое продлится порядка 20 тысяч лет. Но неизвестно, произойдет ли это на самом деле, так как вмешательство человека в природные процессы спровоцировало потепление климата. Впору задуматься, не завершится ли кайнозойская эраглобальной экологической катастрофой?

Флора и фауна антропогена

Наступления ледников заставляли теплолюбивые растения смещаться к югу. Правда, этому мешали горные хребты. В результате многие виды не дожили до наших дней. Во время оледенений существовало три основных вида ландшафтов: тайга, тундра и лесостепь с характерными для них растениями. Тропические и субтропические пояса сильно суживались и смещались, но все-таки сохранялись. В межледниковые периоды на Земле преобладали широколиственные леса.

Что касается фауны, то главенство по-прежнему принадлежало (и принадлежит) млекопитающим. Массивные, покрытые шерстью животные (мамонты, шерстистые носороги, мегалоцеросы) стали визитной карточкой ледниковых эпох. Наряду с ними существовали медведи, волки, олени, рыси. Все животные в результате похолоданий и потеплений были вынуждены мигрировать. Примитивные и неприспособленные вымирали.

Продолжали свое развитие и приматы. Совершенствованием охотничьих навыков человеческих предков можно объяснить вымирание ряда промысловых животных: гигантских ленивцев, лошадей Северной Америки, мамонтов.

Итоги

Неизвестно, когда закончится кайнозойская эра, периоды которой мы рассмотрели выше. Шестьдесят пять миллионов лет по меркам Вселенной - совсем немного. Однако за это время успели сформироваться материки, океаны и горные цепи. Многие виды растений и животных вымерли либо эволюционировали под давлением обстоятельств. Млекопитающие заняли место динозавров. А самым перспективным из млекопитающих оказался человек, и последний период кайнозоя - антропоген - связан главным образом с деятельностью людей. Не исключено, что именно от нас зависит, как и когда завершится кайнозойская эра - самая динамичная и короткая из земных эпох.

Эта эра подразделяется на палеогеновый, неогеновый и антропо-геновый периоды. Существовало подразделение кайнозойской эры и на два периода - третичный и четвертичный, из которых третичный объединял палеоген и неоген, а четвертичный соответствовал антропогеновому периоду.

В палеогене и особенно в неогене происходит новое мощное складко- и горообразование, получившее название аль­пийской эпохи. Отмечается несколько фаз складкообразова­ния, из которых наиболее напряженные приходятся на неоген. В эту эпоху сформировались крупнейшие горные страны (Атлас, Андалузские горы, Пиренеи, Апеннины, Альпы, Карпаты, горы Бал­канского полуострова, горы Малой Азии, Кавказ, горы Ирана, Памир, Гималаи, горы юго-восточной Азии и Малайского архипе­лага, горы Камчатки и Сахалина, продолжали формироваться Кор-

дильеры и Анды Северной и Южной Америки). Кроме того, в ряде более древних горных стран, уже сильно разрушенных к этому вре­мени денудацией, возникли новые мощные разломы, произошли под­нятия и погружения (центральная Европа, Тянь-Шань, Алтай и др.). Одновременно с горообразованием, происходившим в основном в северном полушарии, в южном полушарии произошло отделение Австралии от Азии, образовалась впадина Красного моря, глубокие разломы рассекли Восточную Африку, крупные разломы распростра­нились и на северном полушарии, где происходило формирование северной части Атлантического океана, впадина которого приобрела очертания, близкие к современным. Области проявления вулканизма были близки к существующим и в настоящее время.

Горообразование, происходившее по окраинам ранее сформиро­вавшихся платформ, вовлекало в свое движение и эти платформы, в связи с чем очертания морей сильно изменились. На территории СССР мощные трансгрессии охватили юг Русской равнины, Среднюю Азию, Западную Сибирь.

Климат в палеогене (до проявления напряженного горообразова­ния) теплый, влажный без резких колебаний температур на обшир­ных пространствах. В неогене климат становится более континен­тальным, с резко обозначающимися климатическими провинциями, но остается в целом более теплым, чем современный.

Флора палеогена и неогена, в которой господствовали покрыто­семенные растения, очень похожа на растительность современных тропических и субтропических широт и эти виды растений распро­странялись в палеогене вплоть до северных островов Европы и Север­ной Америки. В неогене площадь влаголюбивых лесов сильно сокра­тилась, в умеренных широтах появилась засухоустойчивая флора и степные пространства.

Фауна палеогена и неогена отличается богатством и разнообра­зием. На суше господствующее положение занимают различные мле­копитающие и птицы. Морская фауна становится очень близкой к современной; появляются морские млекопитающие. В неогене с появлением степных пространств быстро начинают эволюциониро­вать копытные (антилопы, лошади и т. п.). В это же время происхо­дит и развитие человекообразных. В неогеновых отложениях о-ва Ява найдены остатки обезьяночеловека (питекантропа), а в Китае - человека (синатропа), употреблявшего каменные орудия и огонь.

Отложения палеогена и неогена богаты различными полезными ископаемыми, среди которых очень большое значение имеют место­рождения нефти, газа и каменного угля.

Изменения климата, начавшиеся в неогене, привели в начале антропогенового (четвертичного) периода к значительному похоло­данию, в результате которого сперва в горах, а затем и на равнинах развивается мощное оледенение. В антропогеновый период эти лед­ники то сильно разрастались, то резко сокращались приблизительно до современных размеров. В связи с этим принято выделять эпохи оледенений и эпохи межледниковые. Для Восточно-Европейской

равнины большинство исследователей указывает четыре оледене­ния: окское, днепровское, московское и валдайское. Границы двух оледенений указаны на рис. 28.

Значительные изменения климата сильно сказались на составе флоры и фауны. В антропогеновый период полярные и умеренные

широты заселяются животными и растениями, приспособленными к суровым климатическим условиям. Вместо теплолюбивой флоры неогена здесь развиваются леса таежного типа, а позднее появляется и тундровая флора.

В этот период, продолжительность которого сравнительно не велика (1 000 000 лет), больших изменений в очертаниях морей и кон­тинентов не произошло. Небольшие трансгрессии и регрессии моря происходили в береговой полосе Мирового океана в межледниковое и послеледниковое время. Более значительно изменялись размеры замкнутых бассейнов (Каспийское море). В связи с этим отложения морского происхождения на площади современных континентов пользуются весьма ограниченным распространением. Более широко распространены континентальные отложения (ледниковые, речные, озерные, болотные и т. д.).

После напряженного проявления горообразования, происшедшего в неогене, движения земной коры в антропогеновый период не пре­кратились и продолжаются до настоящего времени, о чем свидетель­ствуют сильные землетрясения, вулканизм, поднятия и погружения больших блоков земной коры, происходящие в зонах альпийской складчатости. Все эти процессы совместно с деятельностью внешних геологических агентов воздействуют на древний рельеф литосферы и отражаются в ее современном рельефе.

В целом кайнозойская эра ознаменовалась к настоящему времени весьма важными событиями. 1. Произошло новое - альпийское горообразование (см. рис. 27), поднялись горные сооружения, которые в настоящее время являются высочайшими горами Земли. 2. Горные страны, возникшие в палеозойскую и мезозойскую эры. к началу кайнозоя сильно разрушились. В эпоху альпийской склад­чатости они испытали повторные движения, были разбиты сбросами, подняты на большую высоту и вновь превратились в горные страны с резкими формами рельефа. 3. Произошло дальнейшее сокращение геосинклиналей и за их счет разрослись платформы. 4. Поднятие молодых горных цепей сопровождалось поднятием соседних участков платформ, что отразилось на распределении суши и моря. На это же повлияли разломы земной коры, разделившие континенты. 5. В ре­зультате вулканизма образовались обширные лавовые плато и рав­нины, возникли высокие вулканические горы и нагорья, в недрах Земли образовались новые месторождения полезных ископаемых (в настоящее время еще скрытые под мощным осадочным чехлом). 6. Сильно изменился климат. Из теплого и однообразного, характер­ного для начала кайнозойской эры, он стал резким, с большим коли­чеством климатических зон и провинций. 7. Возникли большие ледники, неоднократно распространявшиеся на обширные простран­ства суши. 8. Животный и растительный мир приняли свой современ­ный облик. 9. Появился и начал свою деятельность человек.

Заканчивая краткое описание геологической истории Земли, следует отметить ее сложность. Не касаясь развития органического мира, обратимся к вопросам развития литосферы и ее рельефа, взяв в качестве примера территорию СССР.

К началу палеозойской эры в пределах этой территории распо­лагались две жесткие массы земной коры: Русская и Сибирская платформы с наиболее жесткими их частями, щитами. В результате повторявшихся неоднократно эпох складчатости и горообразования располагавшиеся между этими платформами податливые зоны (гео­синклинальные пояса), заполнявшиеся мощными толщами отложений, сминались в складки и превращались в горные сооружения, причле-нявшиеся к окраинам платформ или соединявшие платформы друг с другом. Отчетливо этот процесс прослеживается на истории Урало-Тян-Шанской геосинклинали. В начале палеозойской эры, у южной окраины Сибирской платформы накопились мощные толщи осадков

и произошло горообразование (каледонская эпоха складчатости), в результате которого возникли горы в области современного При­байкалья, в Саянах, на Алтае. Для остальной части геосинклиналь­ного пояса эта эпоха выразилась как предварительная, так как воз­никшие горы здесь быстро разрушились и вновь были в значительной мере залиты морем (Казахстан, Западный Алтай и др.). По окраинам возникших горных стран в активно прогибавшихся участках еще не замкнувшихся частей геосинклинали продолжалось накопление но­вых толщ осадков, завершившееся новым складко- и горообразова­нием, развившимся в конце палеозойской эры (герцинская эпоха). Образовались обширные горные страны: Урал, Тянь-Шань, Казах­ская горная страна и горы на месте значительной части Западно-Сибирской низменности. Дальнейшая история этих горных стран раз­лична. Большая их часть была разрушена агентами денудации, испы­тала погружение и находится в настоящее время под мощной толщей мезо-кайнозойских отложений, слагающих осадочный чехол Западно-Сибирской низменности. Окраинная западная часть, испытавшая не­значительные поднятия в результате новейших движений, протяги­вается вдоль края Русской платформы в виде невысоких Уральских гор. Значительные пространства древней горной страны, сильно раз­рушенной агентами денудации, не испытавшей значительных подня­тий и погружений, наблюдаются в Центральном Казахстане. Самые южные части древней горной страны, когда-то уже разрушенные до состояния мелкосопочника и позднее оказавшиеся под воздей­ствием мощных горообразующих движений эпохи альпийской склад­чатости, были разбиты на глыбы и подняты на большую высоту, что привело к образованию горного рельефа Тянь-Шаня.

Приведенный пример указывает на то, что земная кора, развива­ющаяся по общему плану от податливой геосинклинали, через горное сооружение к жесткой платформе с равнинным рельефом. в различных частях достигает этого различными путями. Эти пути часто отчетливо отражаются в рельефе и могут обяснять его много­образие.

ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ КАРТЫ И ПРОФИЛИ Общие сведения о геологических картах

Среди карт, отражающих природные явления, одно из первых мест занимают геологические карты, создаваемые в результате гео­логической съемки. Геологическая карта дает представление о геоло­гическом строении участка земной поверхности и по существу яв­ляется вертикальной проекцией выходов коренных пород, нанесен­ных на топографическую основу определенного масштаба. Такая карта называется собственно геологической, так как при ее построе­нии в основу положен принцип выделения толщ горных пород, различных по возрасту.

Геологическая карта является основой для всех других карт, составляемых при комплексном геологическом картировании. По­следнее предусматривает составление ряда карт, освещающих отдель­ные стороны геологического строения района. В отмеченный комплекс карт входят: литолого-петрографические, структурно-тектонические, гидрогеологические, фациально-палеогеографические, геоморфоло­гические, инженерно-геологические, различные геофизические, полез­ных ископаемых.

В зависимости от масштаба все геологические карты делятся на обзорные, региональные среднемасштабные и крупномасштабные.

Обзорные карты освещают строение отдельных матери­ков и государств. Наиболее крупный масштаб 1: 1 000 000. Топогра­фическая основа упрощена.

Региональные карты (мелкомасштабные) - отобра­жают участок земной поверхности, характеризующийся единством геологического строения (Кавказ, Урал, Донбасс и др.). Масштаб карт от 1: 1 000 000 до 1: 200 000. Топографическая основа упро­щена.

Среднемасштабные - подробно отображают геологию сравнительно небольшой площади. Масштаб их от 1: 200 000 до 1: 25 000. Топографическая основа упрощена.

Крупномасштабные геологические карты - соста­вляются для месторождений полезных ископаемых. Масштабы от 1: 1000 до 1: 500. Топографическая основа нередко составляется специально.

Геологическую работу в поле обычно начинают с рекогносциро­вочных маршрутов, дающих возможность получить общее предста­вление о районе и выявить особенности отдельных его частей. После рекогносцировки уточняется план полевых работ и исследований, распределяется время и намечается очередность проведения мар­шрутов. Большое значение при этом имеет степень обнаженности района, о которой с достаточной степенью достоверности можно судить и по аэрофотоснимкам.

Первоочередному исследованию подвергаются наиболее полные - опорные обнажения (разрезы) или скважины со сплошным отбором керна (образцов пород, получаемых из скважин в процессе бурения). Промежуточные обнажения, в которых вскрываются только части основного разреза, исследуются позднее.

Одновременно с описанием естественных и искусственных разре­зов ведется высотная и плановая привязка выделенных в них, важ­ных для взаимной увязки маркирующих (опорных) слоев и горизон­тов. В зависимости от масштаба съемки привязка может быть инстру­ментальной или глазомерной. При описании стратиграфической, последовательности слоев в разрезах обязательно производится замер их мощности и элементов залегания. В результате соста­вляется сводный разрез (колонка).

Сопоставление разрезов и прослеживание на всей площади района выделенных стратиграфических подразделений дают возможность

составить представление о их структуре (формах залегания) и фа-циальных изменениях. Привязка выходов этих слоев к земной поверх­ности позволяет нарисовать на топографической карте контуры возрастных границ коренных (дочетвертичных) пород - создать геологическую карту.

Собственно геологические карты

Методика составления геологической карты зависит от масштаба съемки, обнаженности и главным образом от геологического строе­ния района. При горизонтальном, наклонном и складчатом залега­нии слоев она различна.

Горизонтальное залегание характеризуется близким значением абсолютных высотных отметок кровли или подошвы слоя. В зависи­мости от глубины расчленения картируемой местности при горизон­тальном залегании на поверхности будет обнажен или только верх­ний слой (при неглубоком расчленении), или более глубокие слои (при глубоком расчленении). Горизонтальное залегание слоев легко определяется по совпадению или почти параллельному расположе­нию выходов картируемого слоя и горизонталей топографической основы (рис. 29).

Если слои выведены из первоначального горизонтального положе­ния и приобрели наклон в одну сторону, то их залегание называют моноклинальным (однонаклонным). Для определения положения моноклинально залегающих слоев в пространстве используется метод нахождения линий простирания и падения слоев. Прямая линия, которая получается при пересечении моноклинально залега­ющего слоя горизонтальной плоскостью, носит название линии простирания (рис. 30). Перпендикулярно к линии простирания рас­положена линия падения, направленная в сторону наибольшего наклона слоя. Определение элементов залегания, ориентирование линий простирания и падения по странам света производится при помощи горного компаса.

Как упоминалось выше, при горизонтальном залегании линии выходов слоев будут совпадать с горизонталями топографической карты или располагаться параллельно им. При вертикальном зале­гании рельеф местности не будет влиять на конфигурацию линий пересечения слоя плоскостью, так как все линии простирания проек­тируются в этом случае на плоскость в одну линию, которая будет прямой при прямом вертикальном слое и кривой при кривой вер­тикальной поверхности.

Кроме приведенных двух крайних случаев изображения на пло­скости проекций горизонтально и вертикально залегающих слоев может быть бесчисленное количество вариантов проекций наклонно залегающих слоев, причем их конфигурация будет находиться в пря­мой зависимости от угла падения и рельефа местности. При сильно расчлененном рельефе и пологом падении слоев выход пласта будет иметь более сложный контур, чем при крутом залегании слоев и сла-

бом расчленении рельефа. Направление падения наклонных слоев на геологических картах определяется по их возрастной последова­тельности. Наклон всегда будет в сто­рону расположения более молодых отложений (рис. 31).

Складчатые формы залегания слоев значительно усло/княют рису­нок геологической карты. Выходы выделенных возрастных подразделе­ний располагаются полосами, зам­кнутыми округлыми или эллипсо­видными контурами. Одновозрастные слои в пределах складки всегда рас­полагаются симметрично по отно­шению к центральной (осевой) ее-части, не имеющей парного выхода. При чтении геологических карт с изображением складчатого строения в первую очередь необходимо определить возрастные соотношения слоев с тем, чтобы установить положение симметрично расположен­ных полос древних и молодых слоев по отношению к центральной не парной полосе. Поло­жение последней опреде­ляет наличие осевой части антиклинали или синкли­нали. В ядре антиклинали всегда выходят более древ­ние слои, окаймленные выходами слоев более мо­лодых отложений. В ядре синклинали, наоборот, за­легают более молодые слои, окруженные более древними (рис. 32).

Тектонические наруше­ния на геологической кар­те изображаются линиями, разрывающими геологи­ческие границы. Изобра­жение смещений возраст­ных границ в плане и кон­фигурация линий разры­вов находятся в зависи­мости от типа структуры, углов падения слоев, угла наклона сбрасывателя и других причин.

При геологическом картировании магматических пород учиты­вается взаимоотношение последних с вмещающими толщами. Взаимо-

отношения интрузий по-разному представляются при изучении ин­трузивных пород, внедрившихся в осадочную толщу земной коры и обнаженных вследствие денудационных процессов и магматических пород, образовавшихся на поверхности земли в результате процес­сов вулканизма. На геологических картах изображается контур выхода магматических тел и при помощи индексов указывается их возраст и геологический состав.

При составлении геологических карт используются установлен­ные условные обозначения трех видов: цветные; индексы (буквенные и цифровые); штриховые.

Цветные условные обозначения определяют возраст пород, а при изображении выходов интрузий - их состав. Индексы - определяют возраст выделенных подразделений и иногда их проис­хождение (индексы интрузий и эффузий). Штриховые услов­ные обозначения могут заменять цветовые или при нанесении их на цветовой фон указывать на состав пород. Стандарты цветовых условных обозначений для подразделения геохронологической шкалы были предложены русским геологом А. П. Карпинским и утверждены в 1881 г. II Международным геологическим конгрессом.

В геохронологической шкале применяются два вида подраз­делений. Одни отвечают отрезку времени выделенного подразде­ления, другие - толще пород, образовавшихся в это время. Соответственно эра параллелизуется с группой, период -с системой, эпоха - с отделом, век - с ярусом и время - с зоной.

Стандарты цветовых обозначений приняты для период систем.

Антропогеновый период, система -светло-серый цвет

Неогеновый » » -желтый

Палеогеновый » » -оранжевый

Меловой » » -зеленый

Юрский » » -синий

Триасовый » » -фиолетовый

Пермский » » -буро-красный

Каменноугольный » » -серый

Девонский » » -коричневый

Силурийский » » - оливковый светлый

Ордовикский » » -оливковый темный

Кембрийский » » - розовый

Выходы пород архейского (AR) и протерозойского (PR) возраста обозначаются различными оттенками красного цвета (крупномас­штабные карты участков указанного возраста раскрашиваются цве­тами и штрихами, принятыми для изверженных пород и образова­ний). Более дробные подразделения геохронологической шкалы (отделы, ярусы и т. д.) закрашиваются тонами основной окраски периода (системы), причем густота тона ослабевает от древних под­разделений к молодым.

При составлении геологической карты в масштабе, крупнее 1: 100 000, стандартной цветовой шкалы может не хватить. В этом случае добавляются условные обозначения в виде крапа, полосок и других, но в цветах, принятых для данного периода (системы).

Изверженные породы обозначаются яркими тонами с индексами, соответствующими названию пород. Кислые и средние породы обо­значаются красным цветом, щелочные - оранжевым, породы основ­ного состава - зеленым цветом, а ультраосновные породы - фиоле­товым.

Эффузивные породы на картах старого издания обозначались различными цветами с индексами, проставленными в соответствии с составом пород. Кислые эффузивы раскрашивались оранжевым, основные - зеленым. На картах последних изданий эффузивы закра­шиваются цветом, показывающим их возраст с добавлением индексов и штрихов, определяющих состав пород.

За основу буквенного и цифрового обозначения осадочных, маг­матических и метаморфических пород в геохронологической шкале и на геологической карте применяется индекс системы (периода). К нему при обозначении отдела добавляется цифра, соответствующая нижнему, среднему, верхнему отделам (эпохам), или при делении на две части - нижнему и верхнему. При подразделении отдела (эпохи) на ярусы (века) к индексу отдела (эпохи) прибавляются бук­венные обозначения, составляющиеся из первой буквы названия яруса и первой согласной буквы в этом названии. Сказанное можно проиллюстрировать на примере индекса меловой системы (периода): индекс системы (периода) - (К), индексы отделов (эпох) - (K 1) и (К 2), индекс одного из ярусов (веков) - валанжин - К 1 v . Части

яруса указываются арабскими цифрами, проставляются справа внизу у индекса - К 1 v 1 .

На детальных геологических картах справа вверху, над индексом периода (системы), иногда проставляются индексы, обозначающие фациальный состав пород: т - морские отложения, J - озерные, h - угленосные, f - флишевые *.

Помимо возрастных часто возникает необходимость выделения местных подразделений, отвечающих определенным этапам геологи­ческого развития данного района. В этом случае породы разделяются на серии, свиты, подсвиты, горизонты. При возможности местные подразделения увязываются с общепринятой возрастной шкалой. Индексы местных подразделений образуются из двух строчных латннских букв (первой буквы названия и ближайшей согласной). Пишутся буквы справа от индекса группы, системы или отдела. Например: J 1 bg - нижнеюрский отдел, бежитинская свита.

Для подразделения, охватывающего два смежных отдела или системы, индекс образуется путем соединения их знаком + (плюс) или черточкой - (дефисом). Знак + ставится, если объединяется два соседних подразделения, представленных в полном их развитии J + К; черточка (дефис) употребляется во всех других случаях. Индекс J-K указывает на наличие в выделенном подразделении кон­такта мела и юры без определения их более точных возрастных границ.

На геологических картах в случае замены цветовых обозначений штриховыми последние выбираются произвольно. При изображении состава пород штриховые условные знаки имеют определенный стандарт.

Геологическим разрезом называется изображение последовательности напластования и структуры слоев поверхност­ных частей земной коры в вертикальном сечении. При построении разреза с любым залеганием слоев его горизонтальный масштаб дол­жен соответствовать масштабу карты. Выбор вертикального масштаба зависит от мощности слоев. Самый тонкий слой в избранном масштабе не должен быть меньше 1 мм. В идеальном случае значение вертикаль­ного масштаба должно быть равно горизонтальному масштабу. В этом случае в углах падения и мощностях на профиле не будет искажений.

При наклонном и складчатом залегании слоев необходимо учиты­вать направление профильного сечения по отношению к линии про­стирания наклонно залегающих и складчатых слоев, для устранения искажения углов обязательно вводится поправка, вычисленная по специальным таблицам.

При горизонтальном залегании слоев наиболее полным будет разрез, линия которого проходит через высшую и низшую точки рельефа. Для построения разреза с горизонтальным залеганием

*Флиш - мощные однообразные и ритмичные по строению осадочныетолщи мелководных морских отложений.

слоев по геологической карте следует места пересечения геологиче­ских границ с линией профиля на карте перенести на профиль рель­ефа местности и соединить полученные точки горизонтальными линиями.

При построении геологического разреза с наклонным залеганием слоев необходимо помнить, что разрез, построенный в направлении падения, при равнозначном вертикальном и горизонтальном масшта­бах всегда будет иметь истинный угол наклона слоев и мощность. В том случае, когда разрез проходит в направлении простирания, слои имеют горизонтальное положение.

При построении профильного разреза по геологической карте, отражающей складчатое залегание слоев, так же как и при горизон­тальном и наклонном залегании, прежде всего строится топографиче­ский профиль в масштабе, принятом для вертикальных построений. На топографический профиль наносят выходы геологических границ и углы падения на крыльях складок. Затем производят рисовку геологического разреза с учетом положения осевых поверхностей складок в плане.

Составление профильных разрезов, пересекающих территорию с выходами секущих интрузий, требует решения задач, не рассматри­ваемых в программе данной книги. В общем случае при прохожде­нии разреза через интрузию ее следует показать как тело, прерыва­ющее залегание слоев так же, как и при разрывных нарушениях.

Инженерно-геологические карты

Инженерно-геологические карты отражают инженерно-геологи­ческие условия картируемой территории и дают всестороннюю при­родную оценку, необходимую при строительстве. Задачей инженер­ной геологии является определение геологических особенностей исследуемой территории для установления ее пригодности для возве­дения и эксплуатации инженерных сооружений.

Геологическое строение оказывает влияние на выбор места, ком­поновку, конструкцию сооружения и на методы производства строи­тельных работ.

Инженерно-геологическая карта вместе с профильными разрезами, стратиграфическими колонками и всесторонней характеристикой грунтов является основным документом, получаемым в результате инженерно-геологических изысканий. Среди инженерно-геологиче­ских карт различного назначения обычно выделяют общие обзорные, специальные обзорные, схематические и детальные карты. Общие обзорные карты служат для проектирования различных видов строи­тельства и составляются в мелком масштабе (1: 200 000 и мельче). Остальные категории карг используются для проектирования кон­кретного вида инженерных сооружений и составляются в масштабах, соответствующих требованиям строительства.

При инженерно-геологических изысканиях и составлении карты обязательно учитывается характер рельефа, геологическая струк-

тура, состав пород, гидрогеологические условия и динамика совре­менных процессов. Сведения о рельефе необходимы для выбора строительной площадки, оценки объема земляных работ, прокладки подъездных путей и других проектных данных. Геологическая струк­тура дает представление о залегании коренных пород и положении их кровли по отношению к современной гидрографической сети. Состав пород (грунтовые условия) подлежит особенно тщательному изучению и изображается на карте в соответствии с установленной геолого-петрографической классификацией.

Существенное значение имеет исследование водоносности. На кар­тах условными знаками отмечается глубина залегания подземных вод, водообильность, напор, химическая характеристика. В некоторых случаях (на картах крупного масштаба) поверхность грунтовых вод изображается изолиниями. Динамика современных геологических процессов отражается на картах крупного масштаба условными зна­ками и границами, оконтуривающими площади, на которых разви­ваются те или иные процессы (оползни, карст, мерзлота, просадки пород, различные формы эрозии и т. д.). Отмечается на картах каче­ственная и количественная оценка динамических процессов, указы­вается интенсивность развития процесса.

При оформлении инженерно-геологической карты существенным является подбор цветов и условных знаков, определяющих ее на­глядность и легкость чтения.

Тектонические карты

На тектонических картах изображаются структурные элементы различных масштабов, категорий и возраста.

Составление тектонических карт является одним из главнейших и активных способов изучения и анализа развития структур земной коры. В зависимости от размеров территории, на которую состав­ляется карта, масштаба и условных обозначений принято различать общие (сводные) и региональные тектонические карты. Кроме того, для отображения морфологии тектонических структур составляются так называемые структурные карты. На общетектонических картах изображаются структурные элементы крупного масштаба, явля­ющиеся главными структурами земной коры. Условные обозначения (легенда), применяемые при составлении таких карт, являются об­щими для всей поверхности Земли и могут быть использованы в лю­бых ее районах. Региональные карты отражают структуру конкрет­ного участка земной коры; принятые для него условные обозначения могут быть малопригодны для использования их при составле­нии карты другого района.

Рельеф поверхности той или иной структуры, изображаемой на тектонической карте, передается при помощи изолиний (горизонта­лей), соединяющих точки с равным значением отметок залегания, исчисляемых от уровня Мирового океана.

Отправным пунктом при общем тектоническом картировании является установление возраста складчатости основных структур,

время образования геосинклинали, т. е. по времени

окончания геосинклинального и начала платформенного этапов раз­вития изучаемой территории. Момент превращения геосинклиналь­ной складчатой системы в платформу является естественным рубежом в развитии земной коры.

В пределах Европы и соседних с ней частях других континентов выделяются территории, пережившие следующие основные эпохи складчатости, возраст которых определяется временем завершения геосинклинального этапа развития: докембрийские (архейская и про­терозойская), байкальская, каледонская, герцинская и альпийская. Более крупные подразделения (циклы) в развитии земной коры, объединяющие многие эры и периоды (этапы) складчатости, носят название мегахронов. В истории формирования земной коры можно выделить несколько мегахронов, но наиболее изученным яв­ляется последний, получивший название н е о г е й. В этом новом, последнем, мегахроне произошла радикальная перестройка земной коры и образование ее современной структуры. Возраст этих струк­тур и отражается на тектонических картах особыми индексами и цветом.

На тектонических картах территории СССР для байкальской склад­чатости (протерозой) принят синий цвет, для каледонской - лило­вый, для герцинской (варисцийской) - коричневый, для альпий­ской - желтый. Более древние мегахроны изображаются оттенками красного цвета.

При изображении различных зон геосинклинальных областей - эвгеосинклиналей и миогеосинклиналей, применяются оттенки кра­сок, определяющих возрастную принадлежность той или иной склад­чатой структуры и ставится буквенный индекс. Например, эвгеосин-клинальная зона каледонской складчатости обозначается индексом - еС. Структурные этажи в складчатых сооружениях также выделяются при помощи густоты тона принятой возрастной окраски, причем нижние структурные этажи закрашиваются более интенсивным оттенком. Буквенные индексы дополняются цифрами. К 1 , например, обозначает нижний этаж карельской складчатости (протерозой), С 2 - средний этаж каледонской складчатости, А 3 - верхний струк­турный этаж альпийской складчатости и т.д. Существуют буквенные и цифровые обозначения и для более дробных подразделений - под­этажей. Например, А 2 1 - верхний подэтаж нижнего структурного этажа альпийской складчатости.

Краевые прогибы обозначаются полосчатой горизонтальной окрас­кой цвета верхнего структурного этажа данной складчатости. В слу­чае перекрытия краевого прогиба платформенным чехлом употреб­ляется просвечивающая штриховка под краской платформенного чехла. Внутренние межгорные впадины, развивающиеся одновре­менно с краевыми прогибами, обозначаются цветом верхнего струк­турного этажа с крапом молассы *. Срединные массивы закраши-

*Молассы - обломочные породы, заполняющие глубокие прогибы геосин-клинальных зон в главные эпохи горообразования.

ваются цветом складчатости, превратившей их в жесткие глыбы (например, герцинские массивы среди структур альпийской складча­тости на Кавказе и др.).

С введением в легенду общетектонических карт обозначений эв- и миогеосинклиналей, структурных этажей и внутренних впадин при соответствующей детальности контуров эти карты поднимают свою точность до уровня региональных карт.

В пределах платформенных структур на общетектонических картах выделяются области выходов на поверхность складчатого фундамента (щиты) и плит, на площади которых фундамент закрыт осадочным чехлом. На щитах и обнаженных сводах антеклиз складча­тый фундамент расчленяется соответственно с эпохами складчатости с выделением структурных этажей. На территории плит поверхность складчатого фундамента изображается с помощью изогипс и ступен­чатой раскраски, оттеняющей области погружений и поднятий. (Погруженные участки более светлые, чем приподнятые.) Возраст платформ подчеркивается на тектонических картах определенным цветом, отличающимся от складчатых областей более бледным тоном. Для обозначения осадочного чехла платформ приняты следу­ющие тона окраски: осадочный чехол древних платформ обозна­чается коричневато-розовым цветом, эпикаледонских - фиолетово-зеленым, герцинских - буровато-серым.

Выходы на поверхность интрузивных массивов изображаются так же, как и на геологических картах, в пределах их современного эрозионного среза. Подразделение интрузий производится по их принадлежности к определенным стадиям тектогенеза (раннеороген-ные, позднеорогенные и анорогенные). Возраст интрузий обозна­чается индексами, состав - цветом и значками, принятыми для геологических карт.

Крупные разрывные нарушения изображаются на общетектониче­ских картах сплошными и пунктирными линиями красного цвета. Кроме того, на тектонических картах показываются зоны интенсив­ного развития метаморфизма и центры современного и древнего вулканизма.

Очень подробно разработаны условные знаки для обозначения складчатых и разрывных нарушений, отображенных на тектонических картах, а также обозначения границ и линий, разделяющих струк­туры различного порядка и возраста.

И Палеогена, когда на Земле случилось второе по масштабности катастрофическое вымирание видов. Кайнозойская эра знаменательна развитием млекопитающих, пришедших на смену динозаврам и прочим рептилиям, почти полностью вымершим на рубеже этих эпох. В процессе развития млекопитающих выделился род приматов, из которых согласно теории Дарвина в дальнейшем произошел человек. «Кайнозой» переводится с греческого как «Новая жизнь».

География и климат Кайнозойского периода

За время Кайнозойской эры географические очертания континентов приобрели тот вид, который существует в наше время. Североамериканский континент все более отдалялся от оставшейся Лавразийской, а ныне – Евро-азиатской части глобального северного материка, а южноамериканский сегмент все более отдалялся от африканского сегмента южной Гондваны. Все больше отходили к югу Австралия с Антарктидой, индийский же сегмент все больше «выдавливало» к северу, пока, наконец, он не примкнул к южно-азиатской части будущей Евразии, вызвав при этом подъем кавказской материковой части, а также во многом поспособствовав подъему из воды и остальной нынешней части европейского континента.

Климат кайнозойской эры постепенно становился суровее. Похолодание не было абсолютно резким, но все же не все группы животных и растительных видов успели привыкнуть к нему. Именно в течение кайнозоя были сформированы верхние и южные ледовые шапки в районе полюсов, а климатическая карта земли приобрела ту поясность, которую мы имеем на сегодняшний день. Она представляет собой ярко выраженный экваториальный пояс по земному экватору, и далее в порядке удаления к полюсам – субэкваториальный, тропический, субтропический, умеренный, и за полярными кругами соответственно арктический и антарктический климатические пояса.

Давайте более подробно рассмотрим периоды кайнозойской эры.

Палеоген

На протяжении почти всего палеогенового периода кайнозойской эры климат держался теплый и влажный, хотя постоянная тенденция к похолоданию прослеживалась на всем его протяжении. Средние температуры в районе Северного моря держалась в пределах 22-26°C. Но к концу палеогена стало холодать все резче, и на рубеже с неогеном уже были сформированы северные и южные ледовые шапки. И если в случае северного моря это были отдельные области попеременно образовывающихся и тающих блуждающих льдов, то в случае с Антарктидой тут начал образовываться стойкий ледниковый щит, существующий и поныне. Средняя годовая температура в районе нынешних полярных кругов опустилась до 5°C.

Но пока на полюсах не ударили первые морозы обновленная жизнь как в морских и океанических глубинах, так и на материках – процветала. Ввиду исчезновения динозавров млекопитающие полностью заселили все материковые пространства.

В период первых двух палеогеновых отделов млекопитающие разделились и эволюционировали во множество разнообразных форм. Возникло множество различных хоботных животных, индикотериевых (носороговых), тапиро- и свиноподобных. Большинство из них было приковано к каким-либо водоемам, но появлялись и многие виды грызунов, превосходно чувствовавших себя и в глубинах континентов. Некоторые из них дали начало первым предкам лошадей и прочих одно и парнокопытных. Стали появляться первые хищники (креодонты). Возникали все новые виды птиц, а обширные области саванн были заселены диатримами – разнообразными нелетающими птичьими разновидностями.

Необычайно размножились насекомые. В морях повсеместно размножились головоногие и двустворчатые моллюски. Очень сильно разрослись кораллы, появились новые разновидности ракообразных, но наибольший расцвет получили костистые рыбы.

Наибольшее распространение в палеогене получили такие растения кайнозойской эры, как древовидные папоротниковые, всевозможные сандаловые, банановые и хлебные деревья. Ближе к экватору произрастали каштановые, лавровые, дубовые, секвойи, араукарии, кипарисовые, миртовые. В первый период кайнозоя густая растительность была распространена и далеко за пределами полярных кругов. В основном это были смешанные леса, но преобладали тут именно хвойные и листопадные широколиственные растения, процветанию которых полярные ночи не представляли совершенно никакой преграды.

Неоген

На начальном этапе неогена климат все еще оставался сравнительно теплым, но медленная тенденция к похолоданию все же сохранилась. Ледовые нагромождения северных морей стали таять все медленнее, пока не начал свое формирование и верхний северный щит.

Климат в связи с похолоданием начал приобретать все более ярко выраженный континентальный окрас. Именно в этот период кайнозойской эры материки стали наиболее похожи на современные. Южная Америка соединилась с Северной, и как раз на данную пору климатическая зональность обрела схожие с современными признаками. К концу неогена в плиоцене на земной шар обрушилась вторая волна резкого похолодания.

Несмотря на то, что неоген по сравнению с палеогеном был в два раза короче, именно он отметился взрывной эволюцией среди млекопитающих. Повсеместно доминировали именно плацентарные разновидности. Основная масса млекопитающих разделилась на анхитериевых, предков лошадеподобных и гиппарионовых, также лошадеподобных и трехпалых, но давших начало гиенам, львам и прочим современным хищникам. Разнообразны в ту пору кайнозойской эры были всевозможные грызуны, стали появляться первые отчетливо выраженные страусоподобные.

В связи с похолоданием и тем, что климат начал приобретать все более континентальный окрас, ширились участки древних степей, саванн и редколесий, где в больших количествах паслись предки современных бизоньих, жирафоподобных, оленеподобных, свиней и прочих млекопитающих, на которых вели беспрестанную охоту древние кайнозойские хищники. Именно в конце неогена в лесах начали появляться первые предки человекоподобных приматов.

Несмотря на зимы полярных широт, в экваториальном поясе земли все еще буйствовала тропическая растительность. Наибольшим разнообразием выделялись широколиственные древесные растения. Состоящие из них, как правило, вечнозеленые леса перемежались и граничили с саванными и кустарниками прочих редколесий, впоследствии именно они дали разнообразие современной среднеземноморской флоре, а именно оливе, платанам, грецким орехам, самшиту, южной сосне и кедровым.

Разнообразны были и северные леса. Вечнозеленых растений тут уже не было, но в большинстве разрослись и прижились каштановые, секвойные и прочие хвойно-широколиственные и листопадные. Позднее в связи со вторым резким похолоданием на севере образовались обширные области тундры и лесостепей. Тундры заполонили все зоны с нынешним умеренным климатом, а места, где еще недавно буйно произрастали тропические леса, превратились в пустыни и полупустыни.

Антропоген (четвертичный период)

В антропогеновом периоде неожиданные потепления чередовались со столь же резкими похолоданиями. Границы ледниковой зоны антропогена порой доходили до 40° северных широт. Под северной ледниковой шапкой находились Северная Америка, Европа вплоть до Альп, скандинавский полуостров, Северный Урал, Восточная Сибирь.

Также в связи с оледенением и таянием ледовых шапок происходило то спад, то вновь наступления моря на сушу. Периоды между оледенениями сопровождались морской регрессией и мягким климатом.

На данный момент имеет место один из таких промежутков, который должен смениться не позднее чем через ближайшую 1000 лет следующим этапом обледенения. Оно будет длиться приблизительно 20 тыс. лет, пока вновь не сменится очередным периодом потепления. Здесь стоит отметить, что чередования промежутков может произойти и гораздо быстрее, а может и вовсе нарушиться ввиду вмешательства в земные природные процессы человека. Вполне вероятно, что кайнозойскую эру может завершить глобальная экологическая катастрофа сродни той, что вызвала гибель множества видов в пермском и меловом периодах.

Животные кайнозойской эры в период антропогена вместе с растительностью были оттеснены к югу попеременно наступающими с севера льдами. Основная роль по-прежнему принадлежала млекопитающим, проявившим поистине чудеса приспосабливаемости. С наступлением холодов появились массивные поросшие шерстью животные, такие как мамонты, мегалоцеросы, носороги и пр. Также сильно расплодились всевозможные медведи, волки, олени, рыси. В связи с чередующими волнами похолоданий и потеплений животные были вынуждены постоянно мигрировать. Вымерло огромное количество видов, так и не успевших приспособиться к наступившему похолоданию.

На фоне данных процессов кайнозойской эры развивались и человекоподобные приматы. Они все больше совершенствовали свои навыки во владении всевозможными полезными предметами и орудиями труда. В какой-то момент они стали использовать данные орудия в целях охоты, т. е. впервые орудия труда обрели статус именно оружия. И с данных пор над различными видами животных нависла настоящая угроза истребления. А многие животные, такие как мамонты, гигантские ленивцы, североамериканские лошади, считавшиеся первобытными людьми промысловыми, были полностью уничтожены.

В зоне чередующихся оледенений тундра и таежные области чередовались с лесостепью, а тропические и субтропические леса были сильно оттеснены к югу, но, несмотря на это, большинство видов растений выжили и приспособились к современным условиям. Доминирующими лесами между периодами обледенения были широколиственные и хвойные.

В настоящий момент кайнозойской эры повсеместно на планете царит человек. Он беспорядочно вмешивается во всевозможные земные и природные процессы. За прошлый век в земную атмосферу было выброшено огромное количество веществ, способствующих образованию парникового эффекта и, как следствие, – более быстрому потеплению. Стоит обратить внимание, что более быстрое таяние льдов и подъем уровня мирового океана способствует нарушению всеобщей картины климатического развития земли.

Вследствие грядущих изменений могут нарушиться подводные течения, а, как следствие, и общий всепланетный внутриатмосферный теплообмен, что может повлечь за собой еще более масштабное обледенение планеты вслед за начавшимся на данный момент потеплением. Становится все более понятно, что то, какой по продолжительности будет кайнозойская эра, и чем она в итоге завершится, будет зависеть теперь не от природных и прочих естественных сил, а именно от глубины и бесцеремонности вмешательства человека в глобальные природные процессы.


Периоды геологической истории Земли - это эпохи, последовательная смена которых сформировала ее как планету. В это время образовывались и разрушались горы, появлялись и осушались моря, сменяли друг друга ледниковые периоды, происходила эволюция животного мира. Изучение геологической истории Земли проводится по срезам горных пород, которые сохранили минеральный состав периода, сформировавшего их.

Кайнозойский период

Текущий период геологической истории Земли - это кайнозой. Он начался шестьдесят шесть миллионов лет назад и продолжает длиться. Условная граница была проведена геологами в конце мелового периода, когда наблюдалось массовое вымирание видов.

Термин был предложен английским геологом Филлипсом еще в середине девятнадцатого века. Дословный перевод его звучит, как «новая жизнь». Эра делится на три периода, каждый из которых, в свою очередь, подразделяется на эпохи.

Геологические периоды

Любая геологическая эра делится на периоды. В кайнозойской эре выделяют три периода:

Палеоген;

Четвертичный период кайнозойской эры, или антропоген.

В более ранней терминологии первые два периода объединялись под названием «третичный период».

На суше, которая еще не успела окончательно разделиться на отдельные материки, царствовали млекопитающие. Появились грызуны и насекомоядные, ранние приматы. В морях рептилий заменили хищные рыбы и акулы, появились новые виды моллюсков и водорослей. Тридцать восемь миллионов лет назад разнообразие видов на Земле поражало воображение, эволюционный процесс затронул представителей всех царств.

Всего пять миллионов лет назад по суше стали ступать первые человекообразные обезьяны. Еще три миллиона лет спустя на территории, относящейся к современной Африке, человек прямоходящий стал собираться в племена, собирать коренья и грибы. Десять тысяч лет назад появился современный человек, который начал перекраивать Землю под свои нужды.

Палеография

Палеоген продолжался сорок три миллиона лет. Материки в их современном виде еще были частью Гондваны, которая начинала раскалываться на отдельные фрагменты. Первой в свободное плаванье ушла Южная Америка, ставшая резервуаром для уникальных растений и животных. В эоценовой эпохе материки постепенно занимают свое теперешнее положение. Антарктида отделяется от Южной Америки, а Индия перемещается ближе к Азии. Между Северной Америкой и Евразией появился массив воды.

В олигоценовую эпоху климат становится прохладным, Индия окончательно закрепляется ниже экватора, а Австралия дрейфует между Азией и Антарктидой, отдаляясь от обеих. Из-за изменения температуры на Южном полюсе образуются ледниковые шапки, что приводит к снижению уровня моря.

В неогеновый период материки начинают сталкиваться друг с другом. Африка «таранит» Европу, в результате чего появляются Альпы, Индия и Азия формирует Гималайские горы. Таким же способом появляются Анды и скалистые горы. В плиоценовую эпоху мир становится еще холоднее, леса вымирают, уступая место степям.

Два миллиона лет назад наступает период оледенения, уровень моря колеблется, белые шапки на полюсах то нарастаю, то вновь растаивают. Животный и растительный мир подвергается испытаниям. На сегодняшний день человечество переживает один из этапов потепления, но в глобальном масштабе ледниковый период продолжается длиться.

Жизнь в кайнозое

Периоды кайнозоя охватывают сравнительно небольшой промежуток времени. Если поместить всю геологическую историю земли на циферблат, то для кайнозоя будет отведено две последние минуты.

Вымирание, которое ознаменовало конец мелового периода и начало новой эры, стерло с лица Земли всех животных, которые были крупнее крокодила. Те, кому удалось выжить, смогли приспособиться в новых условиях или эволюционировали. Дрейф континентов продолжился вплоть до появления людей, и на тех из них, которые были изолированы, смог сохраниться уникальный животный и растительный мир.

Кайнозойская эра отличалась большим видовым разнообразием флоры и фауны. Его называют временем млекопитающих и покрытосеменных. Кроме того, эту эру можно назвать эпохой степей, саванн, насекомых и цветковых растений. Венцом эволюционного процесса на Земле можно считать появление человека разумного.

Четвертичный период

Современное человечество живет в четвертичную эпоху кайнозойской эры. Она началась два с половиной миллиона лет назад, когда в Африке человекообразные приматы стали сбиваться в племена и добывать себя пищу путем собирательства ягод и выкапывания кореньев.

Четвертичный период ознаменовался образованием гор и морей, движением материков. Земля приобрела тот вид, который она имеет теперь. Для исследователей-геологов этот период - просто камень преткновения, так как продолжительность его настолько мала, что методы радиоизотопного сканирования горных пород просто недостаточно чувствительны и выдают большие погрешности.

Характеристика четвертичного периода складывается из материалов, полученных при помощи радиоуглеродного анализа. Этот метод основан на измерении количества быстрораспадающихся изотопов в почве и скальных породах, а также костях и тканях вымерших животных. Весь отрезок времени можно поделить на две эпохи: плейстоцен и голоцен. Человечество сейчас пребывает во второй эпохе. Пока нет точных подсчетов, когда она закончится, но ученые продолжают строить гипотезы.

Плейстоценовая эпоха

Четвертичный период открывает плейстоцен. Он начался два с половиной миллиона лет назад, а закончился всего двенадцать тысяч лет назад. Это было время оледенения. Длительные ледниковые периоды перемежались короткими потеплениями.

Сто тысяч лет назад в области современной Северной Европы появилась толстая ледяная шапка, которая стала расползаться в разные стороны, поглощая все новые и новые территории. Животные и растения вынуждены были либо приспособиться к новым условиям, либо умереть. Вымерзшая пустыня раскинулась от Азии до Северной Америки. В некоторых места толщина льда достигала двух километров.

Начало четвертичного периода оказалось слишком суровым для существ, населявших землю. Они привыкли к теплому, умеренному климату. Кроме того, на животных начали охотиться древние люди, которые уже изобрели каменный топор и другие ручные орудия. С лица Земли исчезают целые виды млекопитающих, птиц и представителей морской фауны. Не выдержал суровых условий и неандерталец. Кроманьонцы были более выносливыми, удачливыми в охоте, и именно их генетический материал должен был выжить.

Голоценовая эпоха

Вторая половина Четвертичного периода началась двенадцать тысяч лет назад и продолжается до сих пор. Он отличается относительным потеплением и стабилизацией климата. Начало эпохи ознаменовалось массовым вымиранием животных, а продолжилась она развитием человеческой цивилизации, ее техническим расцветом.

Изменения животного и растительного состава на протяжении эпохи были незначительные. Окончательно вымерли мамонты, перестали существовать некоторые виды птиц и морских млекопитающих. Около семидесяти лет назад общая температура на земле повысилась. Ученые связывают это с тем, что промышленная деятельность человека вызывает глобальное потепление. В связи с этим растаяли ледники в Северной Америке и Евразии, распадается ледяной покров Арктики.

Ледниковый период

Ледниковым периодом называется этап геологической истории планеты, занимающий несколько миллионов лет, во время которого наблюдается снижение температуры и увеличение количества материковых ледников. Как правило, оледенения чередуются с потеплениями. Сейчас Земля находится в периоде относительного повышения температуры, но это не значит, что через половину тысячелетия ситуация не может кардинально измениться.

В конце девятнадцатого века геолог Кропоткин с экспедицией посетил Ленские золотые прииски и обнаружил там признаки древнего оледенения. Его настолько заинтересовали находки, что он занялся крупномасштабной международной работой в этом направлении. В первую очередь он посетил Финляндию и Швецию, так как предположил, что именно оттуда распространились ледяные шапки на Восточную Европу и Азию. Отчеты Кропоткина и его гипотезы относительно современного ледникового периода легли в основу современных представлений об этом периоде времени.

История Земли

Ледниковый период, в котором сейчас находится Земля, - далеко не первый в нашей истории. Похолодание климата бывало и ранее. Оно сопровождалось значительными изменениями в рельефе материков и их движении, а также влияло на видовой состав флоры и фауны. Между оледенениями могли быть промежутки в сотни тысяч и миллионы лет. Каждый ледниковый период делится на ледниковые эпохи или гляциалы, которые в процессе периода чередуются с межледниковьями - интергляциалами.

В истории Земли выделяют четыре ледниковые эры:

Раннепротерозойская.

Позднепротерозойская.

Палеозойская.

Кайнозойская.

Каждая из них длилась от 400 миллионов до 2 миллиардов лет. Это наводит на мысль о том, что наш ледниковый период еще не добрался даже до своего экватора.

Кайнозойская ледниковая эра

Животные четвертичного периода были вынуждены отращивать дополнительный мех или искать укрытие ото льда и снега. Климат на планете снова поменялся.

Первая эпоха четвертичного периода характеризовалась похолоданием, а во вторую наступило относительное потепление, но даже сейчас в самых крайних широтах и на полюсах ледяной покров сохраняется. Он охватывает территорию Арктики, Антарктики и Гренландии. Толщина льда варьируется от двух тысяч метров до пяти тысяч.

Наиболее сильным во всей кайнозойской эре считается плейстоценовый ледниковый период, когда температура снизилась настолько, что замерзли три имеющихся на планете океана из пяти.

Хронология кайнозойских оледенений

Оледенение четвертичного периода началось недавно, если рассматривать это явление относительно истории Земли в целом. В нем можно выделить отдельные эпохи, во время которых температура опускалась особенно низко.

  1. Конец эоцена (38 миллионов лет назад) - оледенение Антарктиды.
  2. Весь олигоцен.
  3. Средний миоцен.
  4. Середина плиоцена.
  5. Гляциал Гильберт, замерзание морей.
  6. Континентальный плейстоцен.
  7. Поздний верхний плейстоцен (около десяти тысяч лет назад).

Это был последний крупный период, когда из-за похолодания климата животным и человеку пришлось приспосабливаться к новым условиям, чтобы выжить.

Палеозойская ледниковая эра

В палеозойскую эру Земля промерзла настолько, что ледяные шапки достигли Африки и Южной Америки на юге, а также покрывали всю Северную Америку и Европу. Два ледника практически сошлись по линии экватора. Пиком считается момент, когда над территорией северной и западной Африки возвышался трехкилометровый слой льда.

Ученые обнаружили остатки и последствия ледниковых отложений при исследованиях в Бразилии, Африке (в Нигерии) и устье реки Амазонка. Благодаря радиоизотопному анализу было выяснено, что возраст и химический состав этих находок одинаковый. А значит, можно утверждать, что слои породы образовались в результате одного глобального процесса, затронувшего сразу несколько материков.

Планета Земля по космическим меркам еще очень молода. Она только начинает свой путь во Вселенной. Неизвестно, с нами он будет продолжаться или человечество просто станет незначительным эпизодом в сменяющих друг друга геологических эпохах. Если взглянуть на календарь, то мы провели на этой планете ничтожно малое количество времени, а уничтожить нас при помощи очередного похолодания достаточно просто. Людям нужно об этом помнить и не преувеличивать свою роль в биологической системе Земли.

Четвертичная (антропогеновая) система (период) выделена французским ученым Ж. Денуайэ в 1829 г., она разделяется на четыре отдела - нижний, средний, верхний и современный. Отложения представлены главным образом континентальными осадками. Морские осадки на континентах не широко распространены. Магматические породы - исключительно эффузивные - имеют небольшое развитие. Метаморфических пород неизвестно. Для начала периода характерны резкое похолодание и периодически повторяющиеся оледенения в северном полушарии. На севере Европы и Азии установлено не менее трех оледенений, разделенных относительно теплыми межледниковыми эпохами. В Северной Америке также насчитывается несколько оледенений.

Фауна четвертичного периода мало отличается от современной. Наибольшие различия наблюдаются в ледниковое время, когда в Европе, к югу от границ ледника, появились холодолюбивые виды животных - мускусный овцебык, северный олень, мамонты (рис. 128), волосатые носороги (рис. 129), пещерные медведи и др. В начале периода появились древнейшие предки человека. В четвертичных отложениях встречаются кости первобытных людей и следы их жизнедеятельности (кострища, каменные орудия, предметы обихода и др.). В более молодых четвертичных отложениях с момента появления разумного человека (Homo sapiens ) сохранились многочисленные орудия труда и следы первобытной культуры: остатки рисунков на стенах пещер, фигурки различных животных, вырезанные из костей и т. д.

Из краткого обзора развития органического мира отчетливо устанавливаются неоднократные резкие его изменения в течение геологической истории Земли. Периоды пышного развития и расцвета некоторых групп животных и растений сменяются периодами упадка и даже полного вымирания. Резкое обновление животного мира приурочивается к границам между эрами в геохронологической таблице. Моменты резкого перелома в развитии органического мира и смены фауны и флоры известны в русской литературе под названием «критических эпох». В настоящее время установлено и всеми признается пять критических эпох, когда происходило особенно сильное изменение состава органического мира и вымирание многих организмов.

Первая эпоха относится к концу силурийского периода, вторая - к концу палеозойской эры, третья - к концу триаса, четвертая - к концу мезозоя и пятая - к концу палеогена. В первую критическую эпоху наблюдаетея резкое сокращение граптолитов, трилобитов, наутилоидей, вымирают несколько семейств брахиопод, ряд групп представителей морских ежей, несколько родов кораллов и др.

В конце палеозоя во вторую эпоху происходит гораздо большее обновление органического мира. Во вторую критическую эпоху вымирают полностью многочисленные фузулины и швагерины, четырехлучевые кораллы (ругозы) и табуляты, многие семейства брахиопод, морских лилий, морских ежей, последние представители трилобитов, гониатиты, многие семейства рыб, многие представители амфибий - стегоцефалы и др. Исчезают также многие представители папоротникообразных растений.

Третья эпоха приходится на конец триасового периода, когда вымирает большинство семейств и родов триасовых аммонитов, последние стегоцефалы и некоторые рептилии. В четвертую критическую эпоху вымирают аммониты и белемниты, некоторые семейства простейших, пелеципод, брахиопод, морских лилий, наземные, водные и воздушные рептилии, зубастые птицы и др. В пятую эпоху, в конце палеогена, вымирают нуммулиты, многие представители млекопитающих и др.

На смену вымершим животным появляются животные других семейств, классов и родов, остатки которых неизвестны в более древних слоях.

Из анализа геохронологической таблицы можно заметить, что крупные изменения в составе растительности не отвечают критическим эпохам и не соответствуют границам эр, которые установлены на основании развития животных. Растительность значительно опережает в своем развитии животных. Смена типов растительности не соответствует критическим эпохам, эпохам вымирания и обновления фауны. Палеозойская растительность претерпевает крупные изменения уже в пермском периоде. Многие представители каменно- угольных папоротников в ранней перми вымирают. В позднепермское время уже широко развиты представители голосеменных, которые являются наиболее характерными и преобладающими растениями мезозойской эры.

В конце мезозоя (в отложениях верхов нижнего мела) отмечается появление первых покрытосеменных растений (лиственные, цветковые, злаки), которые в позднемеловое время и в кайнозойскую эру являются господствующими типами флоры.

Таким образом, изменения в составе растительности происходили значительно раньше, чем изменения в составе фауны, примерно наполовину и несколько даже больше половины геологического периода. Соответственно эры развития различных форм растительности выделяют под названиями: 1) палеофитовая (древних растений), охватывающая конец протерозоя, кембрий, ордовик, силур, девон, карбон и раннюю пермь; 2) мезофитовая (средних растений), включающая позднюю пермь, триасовый, юрский периоды и ранний мел; 3) кайнофитовая, или неофитовая (новых современных растений), начинается с позднего мела и продолжается до наших дней.

Процесс развития органического мира в геологической истории протекал далеко не равномерно. Моменты пышного расцвета одних групп животных сменяются эпохами медленного, постепенного упадка и полного вымирания ранее процветавших животных. Эти периодические смены в развитии животного мира объясняются значительным непостоянством физико-географических условий в течение всей геологической истории развития Земли. Физико-географическая обстановка не оставалась постоянной, неизменной, а изменялась неоднократно и палеозое, мезозое и кайнозое. Смена физико-географических условий оказывала влияние на изменение и органического мира. Смена физико-географических условий, в свою очередь, обусловливалась причинами, вызывающими развитие Земли, и проявлялась в виде крупнейших горообразовательных движений, неоднократно повторявшихся в геологической истории развития нашей планеты.

Резкая смена органического мира совпадает с крупнейшими горообразовательными движениями, которые по своему значению являются революционными периодами в истории развития Земли. Оказывается, первое массовое вымирание животных совпадает с крупными горообразовательными движениями каледонской складчатости, закончившейся на границе силура и девона. Второе вымирание - в конце палеозоя - совпадает с последними фазами герцинской складчатости, закончившейся на границе поздней перми и мезозоя. Третья эпоха совпадает с древнекиммерийской фазой мезозойской складчатости, протекавшей на границе триасового и юрского периодов. Четвертая эпоха синхронна с наиболее крупной лярамийской фазой альпийской складчатости. И наконец, пятая эпоха, приуроченная к концу палеогена, совпадает с так называемыми савскими фазами альпийского тектогенеза.

Периоды указанных горообразовательных движений являлись периодами очень сильных изменений физико-географических условий. Эти движения оказывали весьма существенное влияние не только на распределение суши и древних морей, но и на изменение рельефа древних континентов и глубины морей. Они вызывали иногда резкое изменение климата, среды и резко нарушали обстановку, к которой приспособились организмы. Новая обстановка вызывала необходимость приспособления организмов к новой среде. Одни организмы быстро приспособились к новой обстановке и выдержали борьбу за существование. Другие животные, особенно обладающие резко выраженной специализацией, не сумели быстро приспособиться к новым условиям существования, не могли выдержать конкуренции с другими видами животных и полностью вымерли. Вымирание одних и тех же групп или видов животных, развитых в разных частях древних материков и морей, происходило не одновременно. Сначала имело место значительное сокращение числа представителей определенной группы животных, а потом сокращение областей распространения и, наконец, повсеместное вымирание группы.

Вымирание одних видов животных тесно связано с развитием других, более усовершенствованных форм. В течение всего геологического времени среди органического мира наблюдается непрерывный естественный отбор.

Совпадение периодов интенсивных горообразовательных движений с эпохами вымирания и обновления органического мира является далеко не случайным, а имеет вполне закономерный характер в истории развития органического мира. В периоды революций в развитии органического мира отмечаются крупные «скачки», отмирание старого и появление нового, представленного более совершенными формами среди животного и растительного мира. В период относительного тектонического покоя, когда не проходило резкого изменения физико-географических условий и среды, наблюдается постепенное развитие, постепенная эволюция органического мира. В эти периоды обычно не отмечается резкого обновления органического мира, свойственного революционным периодам в развитии Земли.