История Земли

 

Поздний палеозой — ранний мезозой: криоэры и термоэры. Палеозойские леса и континентальные водоемы - растения и насекомые

 

 

Выдающийся палеоботаник С. В. Мейен, анализируя механизм возникновения прочно устоявшихся научных предрассудков, приводит в качестве примера цитату из школьного учебника биологии, где речь идет о карбоновом (каменноугольном) периоде «с его теплым влажным климатом и воздухом, богатым углекислым газом вследствие сильной вулканической деятельности... С конца каменноугольного периода в связи с усиленным горообразованием, охватившим в следующем (пермском) периоде весь земной шар, влажный климат почти повсеместно сменился сухим. В новых условиях древовидные папоротники стали быстро вымирать... Вымерли и семенные папоротники». Дело даже не в прямых фактических ошибках: например, «семенные папоротники» , которые якобы погибли из-за установления в перми засушливого климата, на самом деле благополучно дожили почти до конца мезозоя, а пермь вообще была временем их расцвета. Серьезнее другое: представления о том, что карбон - время теплого и влажного климата, а пермь — время повсеместной аридизации, сформировались в прошлом веке. Эта картина была нарисована европейскими геологами и палеонтологами на европейском материале, а затем — безо всяких на то оснований! — распространена на всю Землю. Уже в начале нашего века стало ясно, что ситуация в Еврамерийской области карбона (территория нынешних Европы и Северной Америки) сходна с Катазиатской (Китай и Индокитай), но радикально отлична от того, что наблюдалось в Гондване (на материках Южного полушария и Индии) и в Ангариде (северная Азия) ( 33). Тем не менее на возникший чуть ли не полтора века назад стереотип все это ничуть не повлияло, как подтверждает приведенная цитата из учебника 80-х годов.

 

Причины климатических различий, существовавших в позднем палеозое между Еврамерией и Катазией, с одной стороны, и Гондваной и Ангаридой - с другой, кажутся вполне очевидными: первые располагались на тогдашнем экваторе, а вторые — вблизи полюсов ( 33, б). Представьтека себе, что мы попытаемся экстраполировать на всю нынешнюю Землю картину амазонских джунглей!.. Однако здесь сразу же возникает встречный вопрос: а всегда ли на Земле существовала широтная климатическая зональность, сходная с нынешней? Для ответа логично обратиться к сопоставлению высоко- и низкоширотных флор соответствующих эпох прошлого (учитывая при этом иное, чем теперь, расположение материков относительно полюса).

 

Картина эволюции растительности от девона до наших дней выяснена, в общих чертах, достаточно давно. Для наиболее молодых, кайнозойских, флор установлена ясная климатическая зональность, хотя и отличная от нынешней (на арктических островах росли деревья, характерные ныне для зоны широколиственных лесов, например каштаны и платаны). Мезозойские флоры существенно более однообразны по всей Земле. Сложнее ситуация с палеозоем. Пермские и позднекарбоновые флоры Европы и Северной Америки, как уже было сказано, сходны с китайскими, но резко отличны и от сибирских, и от флор всех материков Южного полушария. Но ниже по геологическому разрезу — в раннем карбоне и далее, в девоне, мы снова сталкиваемся с единством флор различных материков. Отсюда можно заключить, что климатическая зональность была минимальной в девоне и начале карбона, затем усилилась в позднем палеозое, снова ослабла в мезозое, а потом опять начала усиливаться, достигнув ныне своего максимума.

 

Мы с вами помним, что в верхнепалеозойских слоях всех гондванских материков найдены ледниковые отложения — тиллиты, которые послужили одним из отправных пунктов в построениях Вегенера; следы оледенений найдены и в одновозрастных отложениях Ангариды. А вот за изъятием этого отрезка времени (поздний карбон - ранняя пермь) и современности климат в высоких широтах был если и не жарким, то во всяком случае безморозным: в раннем карбоне и Европы, и Шпицбергена, и Сибири найдены толстые, явно многолетние стволы плауновидных с маноксилической древесиной , а в эоцене острова Элсмир (Канадский архипелаг) — крокодилы.

 

Современная климатическая картина с крупными полярными шапками из снега и льда — скорее исключение, чем правило в геологической истории. Так что следует искать ответа не на вопрос, почему в раннем карбоне и в мезозое не было полярных шапок, а на вопрос, отчего они иногда образовывались (и меняли весь климат планеты).

 

Периоды существования такого контрастного климата с холодными полюсами, как в позднем палеозое и позднем кайнозое, называют криоэрами («криос» - по-гречески холод), а выровненного по всей Земле (как в мезозое) — соответственно термоэрами. Общее количество тепла, получаемое Землей от Солнца, считается достаточно постоянным во все времена; здесь существует своя циклика но расстояние-то между ними неизменно. Следовательно, дело в основном в распределении этого тепла по поверхности планеты, прежде всего в характере и интенсивности теплопе- реноса от экватора к полюсам.

 

Для начала, как водится, несколько общих замечаний. Поскольку планета шарообразна, солнечные лучи всегда будут, при прочих равных, нагревать ее экватор сильнее, чем полюса,- экваториально-полярный температурный градиент:; любой градиент стремится к выравниванию (просто по Второму закону термодинамики) - в нашем случае за счет теплообмена между низкими широтами и высокими. Теплообмен этот осуществляется посредством конвекции в обеих подвижных оболочках Земли, гидросфере и атмосфере.

 

Конвекция в гидросфере - это теплые морские течения, которые обогревают высокоширотные области точно так же, как водяное отопление ваши квартиры. Движущей силой конвекционных токов, как мы помним из главы 2 (о мантийной конвекции), являются возникающие в среде архимедовы силы плавучести: когда часть вещества «тонет» или «всплывает», этот объем - в силу связности среды — замещается веществом, поступающим из другой ее точки. В нашем случае токи в Мировом океане могут возникать за счет того, что «тонет» либо холодная (четырехградусная) вода в высоких широтах (термическая циркуляция), либо избыточно осолоненная в результате испарения вода на экваторе (галинная циркуляция). При термической циркуляции вода движется от экватора по поверхности, а от полюсов по дну (формируя при этом холодную насыщенную кислородом психросферу), а при галинной - наоборот ( 34).

 

Говоря о конвекции в атмосфере, необходимо учитывать, что здесь тепло переносится главным образом водяным паром: тепловая энергия, затраченная на испарение воды, выделяется там, где этот пар, перенесенный воздушными течениями, превратится обратно в жидкость, т. е. выпадет в виде осадков. Атмосфера каждого из полушарий распадается на три широтных сегмента  - конвективные ячейки, экваториальную, умеренных широт и полярную. В каждой из ячеек существует относительно замкнутая воздушная циркуляция, причем направления циркуляции в граничащих между собой ячейках противоположны («по часовой стрелке» — «против» - опять «по») - в точности, как в цепи шестеренок ( 34, а). В одной половине ячейки доминируют восходящие токи, во второй — нисходящие; соответственно, влага, испаряющаяся в первой половине, выпадает главным образом во второй - и при этом происходит разгрузка теплоты парообразования. Например, в экваториальной ячейке Северного полушария ток направлен от севера к югу, так что в южной ее половине возникают влажные тропические леса, а в северной - засушливые саванны; в ячейке же умеренных широт, где направление тока обратное, пустыни возникают на юге, а субтропические и широколиственные леса - на севере. Другим фактором атмосферной конвекции (главным образом широтным) являются муссоны - сезонные ветры постоянного направления, дующие с океана на континент или обратно; с муссонами связано, среди прочего, чередование сухого сезона и сезона дождей в тропических широтах, где температура весь год постоянна.

 

 

 Смотрите также:

 

ранний палеозой - ородовик - кембрий - силур

РАННИЙ ПАЛЕОЗОЙ. На грани протерозоя и палеозоя, около 600 млн. лет назад
Позднее возникли высшие растения, у которых тело расчленено на корень и стебель.
Палеозой (более 300, млн. лет тому назад) характеризуется появлением рыб; в мезозое (более 100 млн. лет...

 

мезозой - триас - юра - мел

МЕЗОЗОЙ. В конце палеозоя происходит горообразование, вызвавшее поднятие суши и возникновение Урала, Алтая.
Широкое распространение насекомых и появление первых покрытосеменных растений привело со временем к связи между ними.

 

катархея - архея - протерозой - жизнь в архее и протерозое

РАННИЙ ПАЛЕОЗОЙ.
Позднее возникли высшие растения, у которых тело расчленено на корень и стебель.
Более 3,5 млрд лет назад на дне мелководных, теплых и богатых питательными веществами морей, водоемов возникла жизнь в виде В протерозое в морях...

 

МЕЗОЗОЙСКАЯ ЭРА. Мезозой. Континент Гондвана. трилобиты

Пышно расцветает растительность. Хвойные, папоротниковые, цикадовые леса покрывают континенты.
Во второй половине мелового периода появляются покрытосеменные растения, к которым относятся многие