3.4. Изменения климата в фанерозое
3.4.1. Изменения климата в палеозое
Начало палеозоя (570 млн лет назад), т.е. кембрийский период, характеризовалось теплым климатом. Основные массы суши были сосредоточены в тропических и умеренных широтах; Южный и особенно Северный полюс омывались океаном, и это, по−видимому, препятствовало образованию льда. Эволюция биосферы в кембрии Похолодание климата, приведшее к новому крупному оледенению, отмечено около 450 млн лет назад в позднем ордовике. К этому времени на поверхности земного шара произошли значительные перемещения материковых плит: на западе существовали обособленные друг от друга древние аналоги Северной Америки и Евразии. На востоке материки объединились в суперконтинент, называемый Гондваной, в который входили устойчивые «блоки» Африки, Южной Америки, Индии, Антарктиды и Австралии. Позднеордовикский Южный полюс находился на месте нынешней Сахары. Здесь и развилось огромное покровное оледенение. Во время этого оледенения ледниковые щиты достигали 2 км толщины и покрывали до 30% поверхности материков. Оледенение было существенно асимметричным – оно захватывало Южное полушарие и располагалось на материке Гондвана и, возможно, распространялось также на шельфовые области (Хромов С.П., Петросянц М.А., 2001).
К силуру, т.е. 440 млн лет назад, средняя температура Земли, снова выросла примерно до 20 °С. Это на 5 °С выше современной температуры. Климат стал более теплым. Биосфера ордовика и силура.
Потепление продолжалось и в девоне (от 400 до 350 млн лет назад), когда средняя температура Земли достигла 25 °С (на 10 °С выше, чем сейчас). Во многих районах бурно развивалась растительность, климат был тропическим. Такие же условия сохранялись и в раннем карбоне: на планете господствовал влажный тропический климат, средняя температура Земли оставалась равной 25 °С. В Северной Америке среднегодовые температуры составляли 25–30 °С, в Закавказье 25—27 °С, на Урале 22–24 °С. В более высоких широтах в раннем карбоне существовал климат, напоминающий современный субтропический или умеренно теплый. Однако его отличительной чертой было отсутствие прохладных сезонов. От тропического типа климата он отличался сравнительно низкими среднегодовыми и среднемесячными температурами. Северный полюс в это время располагался на суше Сибирской платформы. Несмотря на близость полюса, климат здесь был относительно теплым, а это позволяло развиваться сравнительно теплолюбивой растительности.
Органический мир кембрийского периода хотя и являлся некотором роде архаичным, но тем не менее поражал обилием сообществ. В кембрии возникли почти все известные типы беспозвоночных. Богатство особями и систематическое разнообразие организмов вместе с их способностью построения твердого скелета, вначале хитиново-фосфатного, а затем и известкового, отличают органический мир кембрия от вендского и рифейского. В истории жизни это был настоящий «биологический взрыв».
В это время возникли и в геологическом смысле очень быстро расселились такие скелетные животные, как трилобиты, брахиоподы, гастроподы, губки, археоциаты, радиолярии и др. Наиболее интересны и характерны для кембрийского периода археоциаты и трилобиты.
Рис. 3.8. Море в кембрийский период (Энциклопедии Кирилла и Мефодия, 2005, http://www.amgpgu.ru/Evolution/Lectures/History/Pictures/Kambrian.jpg)
В конце кембрия появились первые примитивные бесчелюстные панцирные позвоночные, похожие на рыб.
В кембрийском периоде растительность на суше отсутствовала. Однако в конце кембрия появились своеобразные земноводные споровые растения — псилофиты. Псилофиты похожи на небольшие кустарники, полностью лишенные листьев. Они обитали на прилегающих к суше мелководных выровненных участках морей и океанов и основное время проводили под водой, лишь изредка во время сильных отливов они оказывались в воздушной среде, обильно насыщенной влагой.
В течение ордовика и силура органический мир был интенсивно развит. В морях и океанах господствовали беспозвоночные, в растительном царстве главную роль играли водоросли. Появились первые мхи и плауновые. Суша была заселена только бактериями, а в пресноводных бассейнах развивались планктонные одноклеточные водоросли. Ведущая роль вначале принадлежала таким древним представителям органического мира, как трилобиты, граптолиты, кишечнополостные и брахиоподы. Большим распространением в ордовике пользовались трилобиты, имеющие прочный и толстый известковый панцирь, в силуре начиналось их угасание. Важной группой являлись кишечнополостные. Впервые – примитивные четырехлучевые кораллы. В отличие от кембрия брахиоподы представлены как беззамковыми с хитино-фосфатной раковиной, так и многочисленными замковыми формами с известковой раковиной. Иглокожие состояли преимущественно из морских пузырей и морских лилий. В ордовике и силуре среди беспозвоночных ведущая роль принадлежала наутилоидеям. Они обладали прямой огромной многокамерной раковиной, вели активный придонный образ жизни и были хищниками, размеры их раковин составляли 2—3 м. Крупными хищниками были гигантские ракоскорпионы. Длина взрослых ракоскорпионов обычно превышала 3 м.
В морях ордовика и силура существовали также свободноплавающие и донные фораминиферы, радиолярии, губки, черви, остракоды, двустворчатые моллюски, морские ежи и морские звезды (Ясаманов Н.А., 1985) (рис.3.8.).
Силурийский период характеризуется выходом на сушу многоклеточных растений и животных − прежде всего паукообразных и многоножек. Покинуть водную среду они смогли только после накопления в атмосфере достаточного количества кислорода, и, как следствие, появления озонового экрана, защитившего поверхность планеты от «кварцевания» жёстким ультрафиолетом солнечного излучения.