Историческое землеведение. Палеогеография

 

ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗВИТИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ ЗЕМЛИ

 

 

Исследования истории становления и развития четырех геосфер позволили выявить общие закономерности развития географической оболочки с момента ее образования до наших дней Эти закономерности помогут, в конечном итоге, представить себе весь жизненный пути нашей планеты — от момента ее рождения через настоящее к возможному будущему.

 

Развитие географической оболочки происходит пульсационно-поступательно, т.е. "по спирали". Поступательное или направленное развитие, по сути, является синонимом понятия эволюции: раз возникнув, некая сущность развивается от своего начала к своему концу, не возвращаясь в исходную точку и не описывая в своем развитии замкнутых кругов. Мы уже знакомились с этим постулатом, рассматривая возникновение жизни. Это касается и развития остальных геосфер.

 

Поступательное развитие может происходить абсолютно гладко и равномерно, но чаще проходит путем чередования кризисов различных масштабов — от планетарных (типа падения астероидов, формирования единого материка или его распада) до локальных (например, вымирание групп биоты и наоборот, быстрое появление более прогрессивных видов, тут же задвигающих предыдущие как бы в запасник истории, где они тихо живут, не меняясь миллионы лет).

 

Важнейшее свойство географической оболочки — ритмичность, является одним из проявлений пульсационности. Оказывается, что основные этапы развития географической оболочки, основные происходящие в ней события отличаются определенной повторяемостью. Но надо иметь в виду, что повторяются они каждый раз на новом уровне, обнаруживая при этом новые качества и приводя к новым, ранее невиданным последствиям. Чем длительнее и сложнее ритм, тем больше изменений происходит за время его прохождения. Основная причина изменчивости событий и явлений от ритма к ритму и их неповторимости заключается в том, что на каждой новой стадии развития создаются новые условия, которые уже не позволяют в точности скопировать ход предыдущей стадии.

 

Сначала приведем основные примеры поступательности (направленности) развития Земли. Прежде всего, это устойчивое замедление скорости вращения Земли вокруг своей оси — сутки в катархее длились 5-6 часов, в позднем силуре — 18 часов, сейчас их продолжительность — 24 часа.

 

Процессы в литосфере: именно ее эволюция лежит в основе динамики всей географической оболочки, и именно в ней очень ярко проявляется поступательное развитие Земли. Главной тенденцией здесь является снижение внутренней магматической активности Земли в планетарном масштабе. В любой модели внутреннего развития Земли все процессы, происходившие в нее недрах, и почти все — на поверхности, протекали на начальных стадиях своего развития более интенсивно, чем на последующих. Имеются в виду метеоритное плавление, химико-плотностная и гравитационная (приливная) дифференциация вещества. Со временем, количество еще не разделенного материала в мантии уменьшается, процесс постепенно затухает, а площадные ареалы магматизма сменяются линейными.

 

Снижение магматической активности выражается в необратимой и направленной смене геодинамических обстановок, отраженной, в свою очередь, в смене следующих стадий и этапов геологического развития. Сначала Земля была холодной и разогреваемой только метеоритами. Затем включилась экзотермическая дифференциация вещества и возникла астеносфера. Этот процесс породил совершенно новое явление — вулканизм, сначала площадной, а на рубеже около 4 млрд. лет — линейный. Излишки тепла в астеносфере привели к плавлению ее вещества, причем плавились не только породы мантии, но и осадочные породы, залегающие на ней, в результате чего над астеносферой, вытесняя первичную кору, стали формироваться "серые гнейсы". Астеносферные расплавы стали вспучивать и раздвигать первичную земную кору; при этом возникали купола (овоиды), состоящие из серых гнейсов, и разломы, заполнившиеся зеленокаменными породами. С рубежа 3,1 млрд. лет в развитии земной коры стал активно проявляться процесс кратонизации (консолидации), протекавший при активном участии подвижных поясов растяжения-сжатия или геосинклиналей. При этом периодически возникали эпохи складчатости, во время которых происходило смятие в складки пород, отложившихся в пределах подвижных поясов. Наконец, на рубеже раннего и позднего протерозоя на Земле стала преобладать современная тектоническая модель — рифтогенез-субдукция-орогенез, т.е. тектоника плит, хотя процесс складкобразоваиия остался неизменным. Тогда же возник и весьма молодой вид деформаций коры - эпиплатформенный орогенез, при котором образуются возрожденные горы.

 

На фоне смены стадий и этапов отчетливо просматривается несколько тенденций развития литосферы второго порядка:

1.         Возрастание мощности земной коры при одновременном снижении ее плотности (см.  4.1), что сопровождается направленным изменением состава земной коры. Главным в этом процессе стало появление наряду с основным магматизмом кислого (сиалического), в котором участвуют осадочные породы. Это означает, что процессы выветривания на Земле быстро достигли геологических масштабов и раз и навсегда включились в литогенез. Продукты выветривания стали участвовать в формировании литосферы, образуя осадочные толщи. По мощности эти толщи очень скоро стали сравнимы с магматическими (эффузивами); при переплавлении в зонах высоких температур они стали метаморфизоваться и полностью переплавляться, образуя магму кислого состава, более легкую, чем основная. При застывании такая магма образует граниты и липариты. Началась гранитизация земной коры, которая повлекла за собой сокращение тяжелых, но тонких двухслойных океанических ее площадей и рост легких, но мощных трехслойных континентальных.

2.         Изменение содержания железа в земной коре, выраженное в т.н. "железном кризисе". В мантийный сепаратор постоянно поступает вещество, все менее и менее богатое металлическим железом. Уже прекратилось его окисление и формирование железных руд, все большее количество железа стало содержаться в земном ядре. 600 млн. л. н. свободное железо в мантии исчезло — все оказалось либо в ядре, либо связанным в магнетит Fe203. Затем продолжение химико-плотностной дифференциации стало обеспечиваться мобилизацией оксида железа FeO, которое стало переходить в магнетит. Но и этот процесс не вечен.

3.         Изменение темпов и амплитуды рельефообразования на Земле. Отмечено постоянное увеличение крайних высот континентов, а начиная с рифея, т.е. с возникновением субдукции — крайних глубин океана (-12.1). Так, первые горы, по крайней мере, среднегорья и высокогорья, появились на земле не ранее рифея; во всяком случае раньше отложения моласс—древнего коллювия обвального происхождения, типичного для современных высокогорий, не обнаружены. Наоборот, в палеозое и мезо-кайнозое мощность моласс увеличивается, что говорит об увеличившейся расчлененности и амплитуде рельефа. Подобный феномен объясняется малой мощностью дорифейской земной коры и большей вязкостью астеносферы, в которую и погружались основания ("корни") гор, возникающие при складкообразовании.

4. Смещение в палеозое- мезозое основной материковой массы с юга на север и смене южнополярной асимметрии Земли на северополярную. Одновременно происходило направленное увеличение площади суши за счет сокращения площади Мирового океана

 

Яркими проявлениями поступательного развития атмосферы являются, во- первых, увеличение абсолютного количества воздуха, из-за чего в архее росли мощность атмосферы и атмосферное давление, и, во-вторых, смена углекислого состава на кислородный. Первопричиной этого явилось развитие процесса фотосинтеза, в результате которого в атмосферу стал активно выделяться свободный кислород. Вначале почти весь

формирование магнетитов. Это явление сократило свои масштабы около 1,4-2 млрд. л. н., в результате чего количество кислорода в атмосфере сразу увеличилось до 0,1 % от современного (1,2 млрд. л. н. — точка Юри). Окончательная смена источника поступления железа для реакций на рубеже 1-0,6 млрд. лет привела к увеличению содержания кислорода до 1 % от современного (точка Пастера). Наконец в середине палеозоя содержание кислорода достигло 10 % от современного (точка Беркнера- Маршалла), что дало возможность возникнуть озоновому экрану. К концу карбона содержание кислорода уже достигло современных значений. Параллельно с ростом кислорода росло и содержание азота.

 

Направленное развитие гидросферы выражалось, в основном, в увеличении ее количества, т.е. в росте уровней Мирового океана, и в меньшей степени — в изменении состава морской воды. Еще в конце лунной стадии общая кислотность океанических вод снизилась, осталась их хлоридная основа. В архее началось постепенное обогащение воды кислородом, который активно связывался при окислении кремнезема, железа, серы и сероводорода. Впервые появление свободного кислорода в оке-

ане датируется 2,2 млрд. л. н. Современный состав морской воды установился в палеозое, после чего изменения солености не превышали 1-3%о.

 

На протяжении истории гидросферы наблюдался рост количества воды на Земле (см.  4.2а). Максимальным прирост воды был, очевидно, в период около 1,5 млрд. л. н., т.е. в нижнем рифее, после того, как большая часть пород земной коры и верхней мантии гидратировалась, и ювенильная вода перестала уходить в связанное состояние. Объемов, близких к современным, гидросфера достигла к началу палеозоя. Уровень Мирового океана рос со средней скоростью около 0,8 мм в тысячу лет, но это — осредненная тенденция, потому что для уровня океана характерны колебания с периодом от нескольких миллионов до нескольких десятков тысяч лет, как во время ледниковых и межледниковых эпох четвертичного периода (см.  5.1). Направленное нарастание средней глубины океана (см.  4.26) происходит одновременно с сокращением занимаемой им площади (см.  12.2); в этом также проявилась идущая направленно со времен катархея гранитизация земной коры.

 

Направленная эволюция жизни прослеживается достаточно четко: от пробион- тов через прокариотов к эукариотам, от ферментации к дыханию, от первичных ге- теротрофов к автотрофам и вторичным гетеротрофам, от слоевищных и бесскелетных к стволовым и скелетным и т.д., наконец — от безусловно рефлектирующих к условно рефлектирующим и просто рефлектирующим, т.е. разумным. Но здесь возникает три вопроса: первый — закономерна ли видимая направленность эволюции, существует ли целенаправленность развития, каковы критерии, задающие развитие. Некоторые считают, что на этот вопрос пока ответа нет, но П. Тейяр де Шарден полагает, что все развитие, по крайней мере, биосферы, направлено на достижение точки "Омега" — некоей области высшего разума или сверхконцентрации сознания, располагающейся в ноосфере.

 

Второй вопрос — не столько вопрос, сколько феномен: эволюция живой природы, продвигаясь направленно и уже выйдя за пределы биосферы в ноосферу, обязательно оставляет все без исключения свои предыдущие достижения в законсервированном виде. Во время кризисов вымирают роды, семейства, резко сокращается число таксонов, но остаются хотя бы единичные виды — представители всех основных групп (царств): и прокариотов, и одноклеточных, и беспозвоночных; сохранились все классы позвоночных . В то же время, переходные формы не сохраняются (видимо, при мутациях на внутривидовом уровне они скрещиваются с более поздними мутациями и постепенно исчезают).

 

Третий вопрос — почему в процессе эволюции биосфера обладает способностью предугадывать будущие события? Эволюция как результат изменения внешних условий понятна: строительство скелетов при появлении достаточного количества СаС03, или выход жизни на сушу после появления озонового экрана вполне объяснимы. Эволюция, как результат саморазвития биосферы —тоже. Но почему появление на Земле целых классов растений (покрытосеменные) и животных (млекопитающие), приспособленных к жизни в относительно холодных и изменчивых условиях, произошло задолго до того, как жаркий климат мезозоя начал меняться на холодный и неустойчивый климат кайнозоя?

Теперь наступила очередь рассмотреть пульсационность развития Земли, для удобства — через ее ритмичность. При формировании литосферы ритмичность выражается в самом крупном из известных ритмов — эрах преобладания одноячеистой и многоячеистой конвекции мантийного вещества. В планетарном рельефе Земли он отражается в периодических возникновениях и распадах суперматерика. Длительность этого ритма (в среднем) — 400-600 млн. лет. При одноячеистой конвекции происходит локализация зон спрединга в одном полушарии Земли, что ведет к объединению всех материков в единый суперматерик в полушарии, противоположном спрединговому. Затем одноячеистую конвекцию сменяет многоячеистая, при которой восходящие нагретые потоки мантийного вещества оказываются под центром суперматерика. Они прожигают его в нескольких местах, он раскалывается на несколько плит, плиты расходятся, образуя новые океаны. При последующей смене типов конвекции цикл сближения-расхождения материков повторяется.

 

По данным О.А.Сорохтина и С.А.Ушакова суперконтиненты возникали на Земле 2,8-2,6 млрд. лет назад (еще на раннегеосикнлинальном — авлакогениом этапе), затем 1,9-1,6 млрд. л. н. и 450-350 млн. л. н. Рассчитано, что следующие суперматерики образуются через 300 млн. лет и. наконец, через 1,6 млрд. лет, если у тектонически ослабленной Земли хватит энергии образовать суперматерик последний раз .

 

Следующий крупный ритм в развитии Земли — эпохи складчатости. Их цикличность объясняется галактическим годом продолжительностью около 250 млн. лет . На ранних стадиях развития Земли, когда астеносфера еще не была достаточно разогрета, усиление или ослабление складчатости литосферы обусловливалось колебаниями температуры верхней мантии: при её повышении происходило растяжение коры и заполнение авлакогенов (рифтов) — образование будущих зеленокаменных поясов. Земная поверхность выравнивалась, росла площадь, занятая океанами. Однако при этом земные недра охлаждались, Земля сжималась, и на каком то этапе рифты тоже начинали сдвигаться и сжиматься, а попавшие в них осадочные породы сминались в складки и надвигались на гранитизированные кратоны. Т.е. термическое сжатие приводило к складкообразованию. Увеличивалась площадь суши, росли высокие горы. На следующем этапе революционный диастрофизм вновь сменялся эволюционным периодом выравнивания поверхности и накопления в авлакогенах осадочного материала.

После достаточного разогрева астеноферы во второй половине протерозоя включился механизм периодического изменения структуры конвекции мантийного вещества, отчего исходная причина складчатости, при внешнем сходстве протекания этого процесса "до" и "после", стала другой — она стала происходить при столкновении плит, а не при закрытии авлакогенов. Очевидно, что некоторые эпохи складчатости совпадают со сверхритмами образования единых материков, другие, как, например, альпийская, являются промежуточными.

 

С геотектоническими циклами складчатости связаны другие циклы развития литосферы и других геосфер. Отмечено замедление скорости движения литосфер- ных плит перед эпохами складчатостей и, наоборот, их резкое возрастание после их окончания; даже миграция материков из южного полушария в северное, происходившая в позднем палеозое-мезозое, осуществлялась с подобными колебаниями .

Выделяются также геоморфологические циклы эпох восходящего (в периоды складчатости) и нисходящего (между ними) развития рельефа. В начале каждого такого цикла формируется горный рельеф; одновременно с орогенезом, а также и после его прекращения, активно протекают гляциальные и эрозионные процессы, способствующие снижению высот и уменьшению амплитуды рельефа, в том числе и за счет накопления у горных подножий грубообломочных континентальных отложений. Во второй половине цикла наступает выравнивание рельефа, формирование низменных равнин, в водоемах осаждается тонкодисперсный материал.

Еще одним отражением цикличности развития земной коры, но уже на более низком уровне, является массовое распространение на реках террас; как известно, значительная часть террас, особенно в горах, возникла при тектонических колебаниях территорий их бассейнов.

 

Гидросфера реагирует на диастрофизм земной коры чередованием теократических трансгрессий и регрессий Мирового океана, прослеживающихся на протяжении всей его истории. На рисунке 5.1 показаны колебания уровня Мирового океана в фанерозое относительно современного. На ранней стадии каждого геотектонического этапа в подвижных поясах возникают глубоководные прогибы (желоба), куда отвлекается вода Мирового океана, отчего уровни океана падают. Это происходило, в частности, в раннем девоне, раннем триасе и палеоцене. Другой причиной регрессий является связывание воды в открывающихся при рифтогенезе породах.

К середине каждого этапа океанические впадины заполняются осадками, которые вытесняют воды Мирового океана; наступает трансгрессия, выражающаяся в затоплении низменных частей континентов. Подобные условия существовали в кембрии, среднем ордовике и раннем силуре, среднем-позднем девоне, среднем-позднем карбоне, поздней юре, позднем мелу, эоцене.

 

В конце каждого этапа усиливается общее поднятие континентов, в результате чего море вновь отступает, а площадь суши увеличивается; это было в позднем силуре (каледонский этап), поздней перми (герцинский этап), раннем мелу (киммерийский этап), в неогене и четвертичном периоде (альпийский этап).

Кроме теократических колебаний, связанных с геотектоническими причинами, уровень океана подвержен гидрократическим трансгрессиям и регрессиям, связанным только с изменениями объема воды в океаносфере. Обычно объем океана уменьшается тогда, когда часть воды перемещается на сушу, например, в виде льда. Так, во время четвертичных оледенений и межледниковий уровень Мирового океана изменялся на 200 м в обе стороны от современного.

 

Периодически менялись в пределах Мирового океана направления океанических течений и вся циркуляция вод в связи с изменением конфигурации суши, и не столько за счет трансгрессий и регрессий, сколько из-за дрейфа континентов. При этом то открывались пути в северные акватории, и туда устремлялся поток тепла, то, наоборот, эти пути закрывались, северный и южные бассейны оказывались замкнутыми и выхолаживались. Во внутренних шельфовых и рифтовых водоемах с плохим водообменом с внешними водами ритмично менялась соленость.

 

В зависимости от характера рельефа и стояния уровня Мирового океана происходят циклические изменения климатов Земли. Это выражается в периодической смене теплых влажных (гумидных) и сухих (аридных) эпох холодными, во время которых могли быть и оледенения. В начале и конце каждого геотектонического этапа при преобладании горного рельефа и в условиях морских регрессий формируются преимущественно аридные теплые и холодные климаты. Уменьшение площади Мирового океана приводит к уменьшению испарения влаги с его поверхности и к снижению количества выпадающих осадков. Горные цепи, вытянутые обычно вдоль краев материков, препятствуют проникновению влажных и теплых морских воздушных масс вглубь континентов. Изменяется и направление морских течений, обогревающих обычно высокие широты. Увеличивается количество климатических поясов, в полярных областях могут возникать покровные оледенения.

 

В середине геотектонических этапов, когда происходят трансгрессии Мирового океана, на всей Земле господствуют теплые гумидные климаты с невысокими амплитудами температур. Увеличение площади открытой воды приводит к росту испарения и выпадению большего количества осадков. Влажные океанические воздушные массы свободно проникают вглубь выровненных континентов на большие расстояния. Сезонные колебания температур уменьшаются. Уменьшается контрастность между климатическими поясами, сокращается их количество: как правило, на Земле исчезают полярные, субполярные и даже умеренные климатические пояса, и средние температуры до самых высоких широт становились почти тропическими; можно сказать, что в то время на Земле существовала "тропическая гиперзональность". Во время теплых периодов температура воздуха в тропических широтах повышалась ненамного, но в высоких широтах она прирастала по сравнению с холодными эпохами весьма заметно; особенно это касалось зимних температур. Зональность в теплые эпохи выражалась в неравномерном распределении увлажнения.

 

В целом, в фанерозое (включая венд) выделяются два климатических суперцикла: вендское глобальное похолодав; 'е—» раннепалеозойское глобальное потепление, прерываемое иногда оледенениями (ордовикским) —> позднепалеозойское глобальное похолодание (поздний карбон — ранняя пермь) —> мезозойское глобальное потепление (включая начало кайнозоя). За этими циклами последовало позднекайно- зойское глобальное похолодание, однако неизвестно, составит ли оно начало следующего суперцикла или будет необратимым.

 

Классическим является цикличность оледенений, которая выявлена на двух уровнях. Первая проявляется в масштабе эр — за всю историю Земли выделяется четыре крупные ледниковые эры длительностью до 200 млн. лет: раннепротерозойская гу- ронская, затем позднерифейская (африканская), позднепалеозойская и, наконец, лав- разийская, начавшаяся с оледенением Антарктиды около 40 млн. лет назад. Последнюю ледниковую эру можно подразделить на ледниковые периоды более низкого ритмического уровня. Это миоцен-плиоценовые похолодания, локализованные эоп- лейстоцен-раннечетвертичные оледенения и, наконец, несколько (4-7) ледниковых периодов неоплейстоцена.

Ритмическое развитие биосферы проявляется прежде всего в чередованиях кризисов вымираний и стабильного развития биоты. На рисунке 5.9, где показана динамика вымираний морских семейств в фанерозое, видно, что этот процесс цикличен: на рубеже венда и кембрия мягкотелую фауну сменили скелетные формы, на рубеже кембрия и ордовика исчезли археоциаты, на границе девона и карбона вымерли пионеры завоевания суши — псилофиты, граптолиты, начался упадок трилобитов, а за ними — и их злейших врагов ракоскорпионов. В конце палеозоя полностью вымирают следующие группы животных: трилобиты, ракоскорпионы, фузулиниды (фора- миниферы), древние иглокожие, четырехлучевые кораллы, табуляты, среди растений — гигантские лепидодендроны, сигиллярии, почти все папоротники. Крупнейшее вымирание видов животных происходит в конце мезозоя: исчезли фораминифе- ры, аммониты, белемниты, 50% семейств радиолярий, 75% — брахиопод, других моллюсков, на суше полностью вымерли динозавры, сократилась значительная часть других видов животных.

 

Но параллельно с вымираниями одних, сушу осваивают новые, более прогрессивные с точки зрения эволюции, виды: голосеменная растительность, аммониты и белемниты, земноводные уступают место пресмыкающимся, а те, в свою очередь, млекопитающим.

Анализ кризисов в истории биосферы позволяет установить несколько важных фактов (Анатомия кризисов, 1999. С. 35, 36):

1)        ни одно вымирание не прерывало преемственности развития биоты: жизнь на Земле, раз появившись, не прерывалась и является геологически вечной (это отметил В.И. Вернадский);

2)        следовавшие за вымираниями эволюционные вспышки всякий раз поднимали таксономическое разнообразие выше докризисного уровня; иными словами, после- кризисные состояния экосистем в целом оказывались более эффективными, чем докризисные;

3)        массовые вымирания различны по амплитуде и по таксономической и экологической избирательности;

4)        между характером и амплитудой биотических и абиотических изменений нет однозначного соответствия.

 

Поиски причин подобного рода рубежей в развитии органики привели к возникновению гипотез трех видов:

А — гипотезы, объясняющие переломные этапы развития внутренними причинами, т.е. в данном случае, саморазвитием биосферы.

Б — гипотезы, связывающие такое развитие событий с глобальными ритмами всей географической оболочки, т.е. с периодическим возникновением в ее сферах напряжений, которые отражаются в биосфере, как оболочке, наиболее чутко реагирующей на любые изменения (изменения климата, солености вод и т.д.). Например, в виде нарушения трофических связей, других разрывов в экосистемах.

В — гипотезы катаклизмов внеземного происхождения, более всего тяготеющие к катастрофизму. Их можно разделить на две группы: первая объясняет все вспышками сверхновых звезд и возрастающим при этом электромагнитным излучением. Вторая связывает все с падением на Землю огромных метеоритов, что вызвало сперва повышение, а потом резкое понижение температуры на планете по модели "ядерной зимы5'.

 

Рассматривая эти гипотезы, следует сразу сказать, что достаточно обоснованными кажутся гипотезы первого вида; например, весьма весомым аргументом в их пользу является растянутость во времени вымираний — они происходят на протяжении нескольких миллионов лет, а не сразу, как это должно было бы быть при различного рода катастрофах. Кроме того, вымирают не экологические группы, а систематические, т.е. одни семейства исчезают с лица Земли, но другие, обитающие рядом, остаются.

Этой гипотезой вполне может быть объяснена гибель динозавров по причине их огромных размеров, т.к. здесь возникла типичная для саморазвития ситуация, когда положительное качество, перейдя разумную меру, превращается в собственную противоположность. Хотя, здесь есть контраргумент — не все динозавры были огромными, многие из них не превышали размером кабана.

 

Весьма логичны предположения о влиянии на вымирания глобальных георитмов. Можно сказать, что к вымиранию ведет расхождение между темпами эволюции группы и темпами изменения среды. Особенно заметные изменения в органическом мире происходили в эпохи регрессий, когда шельфы Мирового океана либо полностью осушились, либо замещались осолоненными лагунами. Так как основная масса организмов, особенно в палеозое, обитала на шельфе, то при регрессиях многие организмы не успевали приспособиться к резкому изменению среды и вымирали. На континентах вымиранию способствовала аридизация климатов. Напротив, в периоды трансгрессий морские организмы могли широко расселяться на обширных мелководьях; на суше преобладали равнины и мягкий климат, что также способствовало расселению и бурному развитию организмов.

 

В эпохи горообразования воздух и вода "загрязнялись" продуктами многочисленных вулканических выбросов — углекислым газом, хлористым и фтористым водородом, соединениями серы, на землю выпадали "кислые дожди". Все это также способствовало вымиранию наименее устойчивых групп как наземных, так и морских организмов. На вымирания могли влиять температурные колебания, хотя они свойственны, преимущественно, высоким широтам и почти не происходят в экваториальном поясе.

Применительно к вымиранию крупных организмов, таких как динозавры, возможны предположения об изменении состава химических соединений и микроэлементов в окружающей среде: дефицит кальция мог повлечь за собой хрупкость костей гигантов, дефицит железа — малокровие, развитие покрытосеменных растений за счет более привычных хвойных и споровых — гибельное изменение рациона питания и последовавший за этим разрыв пищевых цепей.

 

Предположения о том, что массовые вымирания вызваны действием внешних космических причин, особенно катастроф, весьма эффектны, но имеют несколько уязвимых мест. В частности, катастрофами нельзя объяснить, почему вымирания происходят не на экологическом, а на систематическом уровне; действительно, почему с лица земли исчезают одни группы животных и растений, в то время как другие на предполагаемую катастрофу даже не реагируют? Так, в конце мела произошло вымирание многих групп животных, в первую очередь, динозавров, однако многие другие группы животных, в частности, млекопитающие, насекомые, а также флора, остались в это время в полной сохранности. Граница между эрами в палеоботанике (они называются здесь мезофит и кайнофит), проводимая по смене голосеменной и споровой растительности покрытосеменной, проходит по рубежу раннего-позднего мела (в конце альбского века), т.е. как минимум на 35 миллионов лет раньше гибели динозавров.

Другой аргумент против таких причин — уже упоминавшаяся растянутость вымираний в биологическом времени (при моментальности этих событий во времени геологическом). Исчезновение видов и, соответственно, их следов в отложениях, продолжалось тысячи и миллионы лет (срок немыслимый для жизни отдельных организмов), тогда как при катастрофах они должны были исчезнуть практически мгновенно.

Очевидно, что содержание трёх видов гипотез вымирания аналогично содержанию трех гипотез кембрийского ускорения эволюции биосферы. По-видимому, на современном уровне знаний однозначного ответа на причины резких изменений в биосфере нет; учитывая поступательио-пульсационный ход развития Земли и ее оболочки, можно предположить, что в каждом случае превалирующей причиной может быть какая-то своя, лежащая в области одной из гипотез.

 

Объяснение ритмики биосферы только катастрофами вряд ли правомерно, несмотря на его широкую популярность. Любая планетарная катастрофа должна была бы в корне изменить наиболее уязвимую и изменчивую часть мира — биоту, или, по крайней мере, выбить из нее все высокоорганизованные к тому времени классы, заставить эволюцию вновь пойти по пути развития — повторяющему прошлый, сходному или совсем новому, необычному. Но этого нет. Локальные катастрофы действительно происходят время от времени на Земле, но они действуют на местном экологическом уровне, не затрагивая систематические группы биоты. Так, гибель Атлантиды (если она когда-нибудь была) не уничтожила всех людей, равно как и другие "всемирные потопы". Вместе с тем, локальные катастрофы могут служить "спусковым крючком" для развития иных причин, приводящих к вымираниям.

 

Совершенно по иному, не похоже ни на что другое, происходит изменение биоты в настоящее время, когда главным фактором этого процесса стал человек. Антропогенное изменение видового разнообразия нашей планеты поражает своей стремительностью, какой не было в прошлом ни при одном вымирании. Сейчас только 30 % поверхности планеты почти не преобразовано деятельностью человека. Поэтому массово нарушаются естественные пути миграции, трофические цепи, условия местообитания, многие животные просто выбиваются. По некоторым подсчетам, сейчас в мире исчезает ежедневно по одному виду животных и еженедельно — по одному виду растений. В природе быстрее вымирают узкоспециализированные виды, тогда как неспециализированные виды продолжают свое существование; при антропогенных вымираниях выбиванию может быть подвергнут любой вид, независимо от его специализации.

 

Существует еще одно проявление ритмичности в развитии биосферы, но оно находится в русле вопроса о целесообразности этого развития. По крайней мере, начиная с кембрия, можно проследить повторяемость появления и последующей эволюции основных, прогрессивных на данный момент времени черт последовательно в разных, но все более сложных группах животных (и, может быть, растений). Так, одно из направлений эволюции класса насекомых — внутривидовая специализация, социализация, прослеживается затем в направлении эволюции представителей почти каждого класса, включая млекопитающих и в первую очередь, человека. Гигантизм, как одно из направлений эволюции, прослеживается последовательно у очень многих групп биоты все более и более высокого ранга, и у всех он оказывается тупиковой формой развития. Создается впечатление, что идет целенаправленный поиск какого-то совершенства, и всякий раз, когда достижение цели почему-либо срывается, начинается новый поиск на новом витке развития биосферы, но идущий в том же направлении.

 

 

 Смотрите также:

 

  Что изучает физическая география – исследования природных...

Она изучает общие закономерности географической оболочки как единого сложного природного комплекса (общее землеведение); местные проявления тех же закономерностей по отдельным территориям (регионам).
Развитие наук о Земле.

 

Что такое геоморфология – что такое рельеф

Геоморфологи - наука о формах земной поверхности (рельефе), их происхождении, внешнем облике, эволюции и закономерностях географического распространения.
происхождение и геологического развития Земли.