Живое прошлое земли

Задачи данного реферата заключается, что, изучая прошлое земли, с точки зрения науки палеонтологии и исторической геологии, мы сможем понять настоящее и прогнозировать будущее. Рассматривая строение земных пластов, понять механизмы происхождения различных месторождений полезных ископаемых, и можем увидеть как изменения климат, в древние геологические эпохи в наше время повлияли на геологические процессы. Строение земной коры – это «открытая книга» происхождения и развития земли.

В предлагаемом реферате на тему «живое прошлое земли», используя популярную литературу, мы рассмотрим наиболее важные задачи геологии:

I. Геологическую историю земли

II. Основные этапы её развития

III. Появление жизни на земле

IV. Процесс эволюционирования живых организмов от самых простых до «наиболее» разумных

V. Развитие планет солнечной системы с геологической точки зрения

VI. Возникновение науки - палеонтология

VII. Характеристика геологических эр, от (начального)планетарный – догеологической, до кайнозойского - четвертичный период – наше время

VIII. Важнейшие представители флоры и фауны от моллюсков до человека разумного:

1) самые примитивные

2) неспешащие моллюски

3) членистоногие

4) иглокожие

5) позвоночные без позвоночника

6) хищники из прошлого

7) завоеватели моря

8) шестиногие и легкокрылые

9) парарептилии

10) первые воздухоплаватели

11) птицы

12) млекопитающие

13) быстроногие, рогатые, толстокожие

14) предки человека

15) Homo sapiens - человек разумный

IX. Удачные эволюционные тупики

X. Филогения растений и животных на земле, от первого выхода растений из моря и до настоящего времени - четвертичного периода.

А также, в реферате мы попытаемся выяснить геологическую историю земли, и познакомимся с научной литературой популярных авторов по этой проблеме.

Историческая геология наука о закономерностях развития земной коры оперирует рядом историко-геологических методов. Важнейшей задачей исторической геологии является установление относительного и абсолютного возраста отложений. Основной реконструкции физико-географическими и тектонических обстановок геологического прошлого служит метод актуализма.

Историческая геология является частью геологии – науки о Земле, но сама геология не охватывает все проблемы, касающиеся нашей планеты, и часто из них рассматриваются также географические, почвоведением и другими науками. Важным обстоятельством является последовательность формирования толщ пород с заключенными в них органическими остатками, что дает нам возможность прослеживать эволюцию органического мира и осадка накопления с древнейших времен до наших дней.

Историческая геология занимается самым различными аспектами геологии и оперирует рядом историко-геологических методов, в то же время оставалась тесно связанной с другими геологическими науками: геотектоникой, петрографией, седиментологией, региональной геологией и другими.

Историческая геология призвана раскрыть условия осадконакопления в прошлом, реконструировать палеоклимат, расшифровать тектонические движения и установить, каким был рельефы на суше в это время, показать эволюцию морских и озерных водоемов и речных систем. На этом фоне появляются еще одна важная задача исторической геологии: установление закономерностей органического мира, которое зависит от состава атмосферы и от характера гидросферы, а также от взаимоотношений между представителями различных групп фауны и флоры. Следовательно, историческая геология – занимается широким кругом вопросов и в ее непосредственную задачу входит обобщение разнообразных геологических материалов.

Историческая геологи лежит в основе всех крупных сводных работ по региональной геологии и сегодня она крайне необходима для поставки геологоразведочных и съемочных работ, так как достоверно расшифрование история геологического развития района – это основа для всех последующих изысканий.

1. Краткие сведения.

Существует много гипотез о происхождении земли, но все они могут быть условно объединены в две группы:

1. Гипотезы первично-расплавленного состояния земли и ее последующего охлаждения (гипотезы Ж. Бюффона, И. Канта, П. Лапласа, Д. Джинса и другие)

2. Гипотезы первично-охлажденной земли, испытавшей последующее радиогенное разогревание и затем неравномерное охлаждение (гипотезы В.Г. Фесенкова, О.Ю. Шмидта, Б.Ю. Левина, А.П. Виноградова, Г.В. Войткиевича и другие)

Сторонники первой группы гипотез считают основным источником внутреннею энергию земли остаточное тело, сохранившееся от времени ее формирования, а дополнительными источниками – энергию радиогенную и энергию, выделившуюся при сжатии вещества земли.

Сторонниками второй группы гипотез, наоборот, радиогенную энергию считают основной. В прошлом, радиоактивных веществ на земле было намного больше, но процессе радиоактивного распада их количество уменьшилось. Например: 4,5 миллиарда лет назад урана 238 на земле было в вдвое больше, чем теперь. Кроме этого, тогда существовали и неизвестные нам «недолговечные» радиоактивные изотопы с периодом полураспада от 10 миллионов до 1 миллиарда лет. Следственно, в далеком прошлом с позиции первично-холодного образования земли, она была значительно теплее. Рассмотрим для примера, теорию о происхождении земли, Иммануила Канта выдвинутую им в 1755 году.

Иммануил Кант в 1755 году считал, что солнечная система возникла при эволюционном развитии холодной пылевой туманности, в центре образовалось солнце, периферийных частях – планеты. Французский математик Лаплас в 1796 году предполагал, что первоначальная туманность была газовой, очень горячей и быстро вращалась, причем от нее отделились кольца – будущие планеты – они образовались раньше солнца. Гипотеза Канта – Лапласа и сегодня не потеряла научного значения.

Большой вклад в развитие представлений о происхождении планетной системы был сделан трудами О.Ю. Шмидта и его последователей. Процесс формирования планетной системы из холодного газово-пылевого облака, в общем, представляется достаточно обоснованным.

На первом этапе во вращающемся газово-пылевом облаке шло образование относительно крупных тел, промежуточных между пылевыми частицами и планетами. Обладая значительно меньшими скоростями, чем легкие газовые молекулы, пылинки собирались в центральной плоскости вращающегося облака. Постепенно расстояние между пылинками уменьшалось, взаимное притяжение увеличивалось, образовывались сгущения пылевых частиц, двигающиеся вокруг солнца в направлении движение облака. Со временем, пылевые сгущения превратились в сравнительно крупные тела – малые планеты – астероиды. Более крупные тела притягивали мелкие и, постепенно увеличивалась в размерах, становились большими планетами. При этом происходило гравитационное перераспределение вещества планеты под действием силы тяжести. Увеличение размеров шло сначала сравнительно быстро за счет присоединения захваченного в облаке вещества. Поздние планеты продолжали «расти», но уже медленно, за счет прямого выпадения вещества на их поверхность.

Количественные расчеты показывают, что Земля могла достичь современных ой массы приблизительно за 200 миллионов лет. К концу этого периода температура в центре планеты составляла примерно +1300С, но поверхность была холодной. Затем разогрев за счет тепла радиоактивного распада привели к плавлению вещества в недрах планеты, и его химической дифференциации.

Протопланетное облако вследствие очень больших количества пыли было мало прозрачно для солнечного излучения. Поэтому часть облака, находившаяся ближе к Солнцу, сильно нагревалась, в то время как удаленные рот солнца части его имели очень низкую температуру. Вследствие постепенного рассеивания газов, близ солнца могли существовать только частицы нелетучих, тугоплавких соединений. Здесь образовались планеты типа Земли. Вдали от солнца в условиях низкой температуры газы намораживались на холодные пылевые частицы, увеличивая их объем. В этой части облака формировались планеты-гиганты.

Небольшие размеры Плутона можно объяснить его «крайним» положением в планетной системе. Но как можно объяснить выявляющиеся при более близком знакомстве с этой планетой основательные отличия ее от соседних планет, пока неясно.

Очень важный вопрос о происхождении самого протопланетного облака еще дальше от решения. Предположение О.Ю. Шмидта о захвате газово-пылевого облака солнцем оказалась несостоятельным. Наиболее вероятно одновременное возникновение всей солнечной системы. Возможно, оно связано с взрывом. Земле – одна из планет солнечной системы, возникшая вместе с ней, подчиняющаяся в этой системе закономерностям. Но в тоже время имеющая ряд своих особенностей и поэтому единственная обитаемая планета солнечной системы.

Земля имеет оболочное строение: вокруг ядра располагается более или менее правильные концентрические слои–оболочки, обладающие каждая характерными для нее составом и свойствами. Внешнее оболочка земли – атмосфера, заключающая всего 5,1*1015 т вещества. Жидкая земная оболочка- гидросфера, имеет массу 1,4*1018 т, среднее толщина ее около 4000 километров. Твердое тело земли доступно непосредственно наблюдением до ничтожно малой, по сравнению с земным радиусом, глубины – 8 километров. По данным, полученным на основе наблюдений, земля имеет ядро – 16% и 31,5% массы земли, заключенное в мощною оболочку – мантию 83% объема и 67% массы земли, на поверхности которой тонкая земная кора - объем 1,2%, масса 0,5%.

Земная кора отделена от мантии разделом Мохоровичича. Раздел Мохоровичича под высокими горами опускается на глубину до 80 километров. Под равнинами залегает сравнительно ровно, на глубине 30-40 километров, под океанами поднимается до 10 километров. В среднем, толщина земной коры под океаном в 5 раз меньше, чем на континентах. Различие океанической и континентальной коры не только в толщине ее. Океаническая кора двухслойная: слой пород, близких по составу к базальтам – среднее плотность около 2,85 г/см3, почти всюду покрыт осадочными породами. В континентальной коре между базальтовым слоем и осадочными породами – слой гранитовый, т.е. она трехслойна.

Земля – одна из планет солнечной системы, возникшая вместе с ней, подчиняющаяся действующим в этой системе закономерностям, но в тоже время имеющая ряд своих особенностей и поэтому единственное обитаемая планета солнечной системы.

2. Науки.

В недрах теплого океана, под непригодной еще для дыхания атмосферой, миллиарды лет назад возникла жизнь – и, стремительно развиваясь, двинулась в свое будущее. Появились зеленые растения – живые лаборатории по производству кислорода, питательных веществ и энергии для других организмов.

Но откуда же известна все грандиозная картина эволюции жизни на протяжении сотен миллионов лет? Это строгое знание, основанное на фактах - окаменелостях (остатки древних животных и растений), отпечатков, скелетах, раковинах, следах передвижений. Тысячи лет назад люди начали подбирать ископаемые раковины и кости.

Так возникла наука о древней жизни, изучающая минувшие геологические эпохи – палеонтология (от греческого палео – древнее, онто – жизнь, логос - учение).

Еще совсем недавно весь инструмент палеонтология сводился к лопате, перу и бумаге. Сейчас в его арсенале входит современная оптика, рентгеновская аппаратура, электронная микроскопия, масс – спектрометрия, химические методы обработки материалов, вычислительная техника. Основу исследований составляют обширные коллекции остатков ископаемых животных и растений, собранные за сотни лет.

Особая отрасль палеонтологии – биостратиграфия (наука о пространственном распределении и связях во времени остатков ископаемых организмов в слоях горных пород) тесно смыкает её с геологией.

Основатель палеонтологии как науку французский академик Жорж Кювье, исследуя места добычи строительного камня в окрестностях Парижа, изучал там нередко находимые окаменелые кости. Он заметил, что в слоях лежащих неглубоко от поверхности (следовательно, самые молодые) встречаются остатки животных, более похожих на современных, чем в более глубоких слоях (следовательно,следовательно). Раньше нередко противопоставляли палеонтологи (науку об ископаемых организмах) с неонтологии (науку об современных организмах). Но совершенствование методов исследований палеонтологов и неонтологов все ближе смыкает эти две науки. Данные палеонтологии современно необходимы для геологии, с которой она образует ряд общих направлений: исследование остатков ископаемых организмов для выяснения возраста горных слоев относительно друг друга; реконструирование физико-географической обстановки прошлого; применение геологических методов для выяснения условий образования местонахождения ископаемых организмов, а остатков организмов – для изучения путей формирования геологических слоёв.

Палеонтологическими и геологическими методами можно установить возраст земных слоев. Применяя геологические методы, обычно исходят из правила: ниже лежащий пласт древнее лежащего выше. Но, во-первых, подчас очень трудно установить, что ниже, а что выше, - неимоверные силы горообразовательных процессов, как мягкую бумагу, сминают в складки толщиной в сотни метров пачки каменных слоев, разрывают их на куски, взгромождают нижние слои на верхние, поднимают и опускают на сотни метров. Во-вторых, как установить, какой слой выше, а какой ниже, если между исследуемыми районами сотни, а то и тысячи километров, да еще отложения очень разного происхождения (морские или континентальные)? Очень сложная задача стратиграфов. Потребовались многие десятилетия, примерно с середины XVIII века до начала XIX – XX века, чтобы в целом установить соотношение (коррекцию) различных слоев горных пород в разных районах земного шара, выяснить их последовательность – составить стратиграфическую шкалу (описание слоев). При этом использовали данные всех наук – и геологии, и палеонтологии.

Сначала все геологическая история земли была разделена на четыре периода: первичный, вторичный, третичный, четвертичный. Но впоследствии, всю последовательность отложений разделили на пять групп: архейскую (древнейшую), протерозойскую (первичной жизни), палеозойскую (древней жизни), мезозойскую (средней жизни), кайнозойскую (новой жизни). Каждая такая группа делится на несколько систем, которые в свою очередь объединяют отделы. Системам соответствуют периоды, отделам – эпохи. Для периодов самой молодой, кайнозойской эры сохранили старые название – третичной и четвертичной. Четвертичный период длится до сих пор, а более древний, третичный часто делят на два: палеогеновый – древний и неогеновый – новый. Мезозойскую эру составляют периоды: молодой меловой (названные так по преобладающим меловым породам этого возраста в Англии, где впервые был установлен); юрский (названный по горам Юра в Европе); самый древний триасовый («из трех частей»). Палеозойскую эру делят на 6 периодов: каменноугольный или карбон, девонский, силурийский, ордовикский, самый древний – кембрийский. Эти три эры сейчас ученые нередко объединяют под общим названием фанерозой. Самые древние породы, возраст которых пока определен на земле, насчитывает 4,5 миллиарда лет.

Около 580-570 миллионов лет назад наступает кембрийский период, особая эпоха в эволюции животного мира. В это время относительно быстро появляются многочисленные группы животных, имеющих скелет. С начала кембрийского периода разнообразие скелетных организмов резко возрастает. Появились самые разнообразные жизненные формы, – зарывавшиеся в грунт, сидевшие на мягком иле, или на твердых скалах, активно плававшие в толще воды и пассивно переносимые течением. В это время широко распространяются губки, брюхоногие, моллюски, плеченогие - брахиоподы, одноклеточные фораминиферы и радиолярии, иглокожие.

Еще обширнее и богаче жизнь в ордовикском периоде. Трилобиты «научились» сворачиваться, защищаясь твердым спинным панцирем мягкое брюшко. Распространились моллюски - наутилиды, брахиоподы, иглокожие – морские лилии, ежи, реже - морские звезды. В силуре широко распространились панцирные, или пластинокожие, рыбы и другие. К концу силурийского периода, видимо, приурочено им важнейшее событие на суше – окончательное заселение примитивными растениями прибережной полосы. С этого времени суша начала покрываться зеленой растительностью.

На границе силура и девона появились будущие хозяева морей – головоногие моллюски аммониты. Процветали лопастеперые, но быстро исчезли. На суше в это время примитивнейшей первые растения уже сменились папоротниковыми, плауновыми, первыми голосеменными. А с ними появился богатейший набор наземных членистоногих – пауков, клещей, многоножек.

В каменноугольном периоде серьезно меняется состав морских беспозвоночных сообществ: появляются крупные брахиоподы, новые группы аммонитов. Особое внимание привлекают изменение на суше: расширилось кольцо растений по берегам водоемов. Водные четвероногие – стегоцефалы или панцирноголовые успешно теснили в воде своих предков – кистеперых. Заметим, что рептилии и амфибии – это особый уровень организации четвероногих.

Активный процесс выхода на сушу упорно продолжался и в пермском периоде. Конец пермского периода - удивительнейшее время удивительнейших иногда просто фантастических животных. Мелкие, гибкие, похожие на ящериц родственники черепах, гигантские бегемоты, рогатые и безрогие, жующие жесткие растения передними зубами или процеживающие воду, глотающие мелке водоросли. Драконы с шипастым парусом на спине и бронированные гигантские лягушки.

К началу триасового периода. Основная масса драконообразных животных исчезает. Бегают первые примитивные ящерицы. Только во второй половине триаса полностью формируется фауна, характерная для мезозойской эры – крокодилы, черепахи, первые динозавры, предки птиц, ящерицы, лягушки, первые млекопитающие. Резко возрастает доля моллюсков и двустворок и брюхоногих, а в особенности головоногих (аммонитов).

Аммониты играли важнейшую роль и в морях следующего, юрского периода. Гигантские перламутровые раковины этих моллюсков, иногда величиной с колесо большого грузовика. И на широкий теплый простор этих водоемов стали выходить гигантские водные рептилии – ихтиозавры, плезиозавры, плиозавры, огромные морские черепахи, крокодилы. На суше – гигантские динозавры, неспеша жующие растения или охотящиеся друг на друга. И пока еще незаметны мелкие млекопитающие и первые, неуклюжие птицы, ждущие своего часа. А ждать пришлось долго.

В меловом периоде разнообразие динозавров даже возрастает, хотя таких гигантов, как юрские, уже нет. Росли близкие родичи сосны и кедра, каштана, дуба и березы, летали птицы, шныряли мелкие млекопитающие и ящерицы. Первые млекопитающие были насекомоядными и играли весьма существенную роль в фауне мезозоя. Основную массу четвероногих тех времен составляли птицы, ящерицы и млекопитающие.

К четвертичному периоду самые смышленые из человекообразных уже взяли в лапы (руки) камень, палку, крупную кость, отвоевывая себе дорогу «в люди»

Геохронологическая шкала.

Эра