Состояние земли 5 миллионов лет назад. Тип Иглокожие Echinodermata
МОСКВА, 19 дек — РИА Новости. Геологи доказали, что фрагменты графита, сформировавшегося на дне первичного океана три с половиной миллиарда лет назад, представляют собой следы существования архей — одного из двух основных типов микробов на Земле, сообщает журнал PNAS .
"Наши замеры долей изотопов показали, что эти окаменелости носят однозначно биологическое происхождение. У нас не имеется прямых доказательств того, что жизнь могла существовать уже 4,3 миллиарда лет назад, однако нет никаких оснований считать, что это было невозможно в принципе, и мы планируем проверить это в будущем", — заявил Джон Уолли из университета Висконсина в Мэдисоне (США).
Земля до начала времен
Первые организмы появились на Земле во время архейской эры, но общепринятой точки зрения насчет того, когда именно и как это случилось, нет. Пока нашлось лишь несколько ископаемых свидетельств того, что микробы существовали в первичном океане примерно 3,4 миллиарда лет назад, однако многие ученые полагают, что жизнь могла зародиться гораздо раньше.
В 2015 году японские геологи, изучавшие образцы графита из формации Исуа, сложившейся 3,7 миллиарда лет назад на территории Гренландии, нашли намеки на существование жизни уже в то время. Первые однозначные свидетельства в пользу этого обнаружились в прошлом году, а годом ранее ученые обнаружили в Австралии следы того, что организмы существовали на Земле еще раньше — четыре миллиарда лет назад.
Многие геологи, как отмечает Уолли, в корне не согласны с такими оценками и считают, что это случилось гораздо позже — 2,5-3 миллиарда лет назад. Они часто критикуют подобные находки, отмечая, что залежи графита и других, предположительно, биогенных пород могли сформироваться и без участия микробов, а следы бактерий и архей могло нарисовать воображение исследователей.
Уолли и его коллеги попытались доказать, что скептики неправы. Для этого они изучили изотопный и химический состав отложений графита, найденных в местечке Пилбара на западе Австралии три десятка лет назад.
Эти отложения сформировались примерно 3,5 миллиарда лет назад на мелководье первичного океана, о чем свидетельствуют породы, окружающие графит. Они отличаются нитеобразными структурами, похожими на множество микробов, "склеенных" друг с другом.
"Говорящие" изотопы
Геологи обратили внимание на хорошо известный факт: для живых организмов и их останков характерна несколько иная пропорция изотопов углерода, чем для залежей неживой органики. Это позволяет однозначно установить происхождение тех или иных осадочных пород.
© PNAS
Руководствуясь этой идеей, ученые срезали небольшие слои с кусочков графита, найденных в Пилбаре, и просветили их ускорителем частиц. Так они смогли точно подсчитать число атомов углерода-12 и углерода-13 в предположительных "бактериях" и окружающей их материи неорганического происхождения.
"Границы между микробами и неорганическими отложениями идеально совпадали с тем, как располагались зоны с разными долями изотопов углерода. Если эти структуры не имеют биогенного происхождения, то подобные различия невозможно объяснить. Доли углерода-13 и углерода-12 в этих останках идеально соответствуют тому, как протекает метаболизм микробов и как они живут в целом", — продолжает Уолли.
Ученые: жизнь на Земле могла существовать уже 4 миллиарда лет назад Геохимики из США нашли возможные следы того, что жизнь на Земле могла зародиться практически одновременно с остыванием планеты и появлением первых водоемов на ее поверхности, примерно 4,1-4 миллиарда лет назад.Эти же замеры, как отмечает геолог, впервые указали на то, что ученые имеют дело не с первыми бактериями, а археями — далекими родственниками современных стафилококков, кишечной палочки и прочих представителей микромира, которые чуть ближе к многоклеточным существам, чем остальные микробы. Более того, относительно низкая доля углерода-13 в останках говорит о том, что эти микробы питались метаном, которого тогда было много в атмосфере.
Данное открытие отодвигает время появления архей почти на 800 миллионов лет — раньше ученые считали, что они появились значительно позже бактерий, примерно 2,7 миллиарда лет назад. Так что, говорит Уолли, жизнь эволюционировала гораздо быстрее, чем предполагалось, и могла появиться практически одновременно с рождением планеты.
3,5 млрд. лет назад - образование “первичного органического бульона”,затем - “коацерватных капель” из молекул белков, жиров и углеводов.
Коацерваты, соединяясь с нуклеиновыми кислотами образовывали пробионты- протоклетки, способные к самовоспроизводству. Это прокариоты - первые безядерные живые организмы(бактерии и синезелёные водоросли).
2. Протерозойская эра - 2600-570 миллионов лет назад.
1,9 млрд. лет назад появились первые автотрофы,начался процесс фотосинтеза, начало насыщения атмосферы кислородом и формирования озонового экрана.1,1 млрд.лет назад появились первые многоклеточные беспозвоночные организмы.
3. Палеозойская эра -570-235 млн. Лет назад.
3.1.Кембрий (570-490 млн. лет назад). П ереход от медленной эволюции к быстрой (начало эволюционного взрыва).
3.2.Ордовик (490-435 млн.лет назад). Появляются трилобиты и моллюски. 450 млн.лет назад появляются первые позвоночные - рыбы и рыбообразные.
3.3.Силур (435-400 млн.лет назад). Окончание установления озонового экрана.Первый выход растений и животных на сушу.
3.4.Девон (400-345 млн.лет назад). Появление хрящевых рыб (400 млн. лет назад).
3.5.Карбон (345-280 млн.лет назад). Появление земноводных (330 млн.лет назад) и пресмыкающихся (300 млн.лет назад).
3.6.Пермь (280-235 млн.лет назад. Смена флоры и фауны.
4.Мезозойская эра (235-66 млн.Лет назад).
4.1.Триас (235-185 млн.лет назад). Появление первых динозавров. Появление первых млекопитающих (200 млн. лет назад).Появление и развитие хвойной растительности,в водоёмах -черепах, крокодилов, ихтиозавров.
4.2. Юрский период (185-135 млн.лет назад). На суше доминирование динозавров. Появление и развитие птиц (160 млн.лет назад).
4.3.Меловой период (135-66 млн.лет назад). Похолодание климата и усиление радиоактивного излучения. Вымирание ранее господствовавших динозавров, птерозавров, аммонитов, беленнитов и др.В фауне бурно развиваются млекопитающие и костистые рыбы, во флоре - цветковые растения.
5.Кайнозойская эра (66 млн. Лет назад - настоящее время).
5.1.Палеоген (нижнетретичный период) - 66-25 млн. лет назад . Поднятие новых горных хребтов на месте высыхающего океана Тетис. Формирование современной фауны и флоры. Широкое распространение в фауне теплокровных животных млекопитающих и птиц, наиболее приспособленных к меняющейся среде обитания.
В водной среде - развитие костистых рыб. Во флоре на суше доминируют покрытосеменные цветковые растения.
5.2.Неоген (верхнетретичный период) - 25-1 млн.лет назад. Опускание дна океанов, климат становится более холодным, сухим и континентальным.
5.3.Антропоген(четвертичный),современный период -1 млн.Лет назад - настоящее время.
Океаны и материки приобретают современный вид. Ледниковые периоды чередуются с периодами потеплениями климата. Появляется человек - Homo sapiens.10-12 тыс. лет назал после последнего ледникового периода флора и фауна Земли приобретает современный вид.
Как мы уже знаем,первые беспозвоночные,по современным представлениям, произошли 1,1 млрд. лет назад (в протерозойской эре),первые позвоночные - 450 млн. лет назад (в силуре), хрящевые рыбы - 400 млн.лет назад (в девоне),земноводные - 330 млн. лет назад (также в девоне),пресмыкающиеся - 300 млн. лет назад (в карбоне),млекопитающие - 200 млн. лет назад (триас, мезозойская эра) и позднее всех птицы - 160 млн. лет назад (юрский период).
Большинство морских животных - более древние, чем животные суши.
Именно в мелководных водоёмах произошли все типы и классы современных животных.
Эволюция и современный состав флоры и фауны Земли.
Первые следы жизнедеятельности организмов, как мы уже знаем, по данным археологии, относятся к архейскому периоду и обнаружены в архейских породах, имеющих возраст от 2,6 до 3,5 млрд. лет. В течение почти трёх миллиардов лет до начала палеозойской эры на Земле процветали доядерные организмы-прокариоты, бактерии и синезелёные водоросли, эволюция шла чрезвычайно медленно. Эволюционный взрыв начался в палеозойскую эру, начавшуюся 570 млн. лет назад и закончившуюся 235 млн. лет назад, и продолжался в мезозойскую (235-66 млн. лет назад).В палеогеновом периоде (235-66 млн.лет назад) последней, кайнозойской эры, получили широкое распространение в фауне теплокровные животные - млекопитающие и птицы, жизнь которых уже в меньшей степени зависела от влияния меняющейся среды обитания,а в водной среде - костистые рыбы, заселившие морские и пресные воды, во флоре на суше завоевали доминирующую роль покрытосеменные цветковые растения.
Современный вид флора и фауна Земли приобрела уже после последнего ледникового периода - 10-12 тыс. лет назад.
Всего за историю жизни на планете существовало около 500 млн. видов живых организмов, большая часть которых давно вымерла: современная флора и фауна Земли насчитывает приблизительно 2,73 млн. известных и описанных видов
(фактическое число, конечно, больше).
Все современные живые организмы на Земле делят на два надцарства - доядерных организмов, Прокариот (Procariotae) и ядерных организмов, Эукариот (Eucariotae).
К надцарству Прокариот относится лишь одно царство - Дробянки (Mycota), объединяющее отделы бактерий и сине-зелёных.
Надцарство Эукариот включает три царства - растений (Vegetabilia), животных (Animalia) и Грибов (Fungi).
В современную эпоху на Земле насчитывается примерно 5 тыс. известных видов прокариот, в том числе 3 тыс. видов бактерий и 2 тыс. видов сине-зелёных (всего 0,2% общего числа видов).
Общее число известных видов эукариот насчитывает приблизительно 2727 тыс. видов (99,8%), в том числе 352 тыс. известных видов растений (12,9%), 2274 тыс. известных видов животных (83,2%), и около 101 тыс. известных видов грибов (3,7%).
Из растений больше всего цветковых (около 250 тыс. видов). из животных - членистоногих (1,5 млн. видов),в том числе насекомых (1 млн. видов),круглых червей (0,5 млн. видов),моллюсков (107 тыс. видов) и хордовых (41-46 тыс. видов).
Данные о присутствии основных групп живых организмов на Земле в морских, пресных водах и на суше, а также сведения об общем числе видов по группам и предполагаемой эпохе происхождения (наиболее древних находках) представлены в таблице 2.
Таблица 2.
Основные таксономические группы современных живых организмов, их встречаемость на суше, в морских и пресных водах, приблизительная оценка числа видов и эпоха происхождения.
Примечание: присутствие той или иной группы отмечено знаком “+”
Таксономические группы |
Океаны и моря |
Пресные воды |
Число видов |
Эпоха происхождения |
|
Надцарство Eucariota | |||||
1.Царство дробянки (Mycota) | |||||
1,1 Отдел Бактерии | |||||
1.2. Отдел Сине-зелёные | |||||
Надцарство Procariota | |||||
2.Царство Растения (Vegetabilia) | |||||
2.1. Пирофитовые водоросли | |||||
2.2. Золотистые водоросли | |||||
2.3. Диатомовые водоросли Bacillariophyta | |||||
2.4. Жёлтозелёные водоросли Xanthophyta | |||||
2.5. Бурые водоросли Phaeophyta |
Палеоген |
||||
2.6. Красные водоросли, багрянки Rhadophyta |
Мел,архей |
||||
2.7.Эвгленовые водоросли, жгутиковые Euglenophyta | |||||
2.8. Зелёные водоросли Chlorophyta |
Древнейш. |
||||
2.9. Харовые водоросли Charophyta |
Силур Девон |
||||
2.10. Лишайники Lichenophyta | |||||
2.11. Моховидные Briophyta | |||||
2.12. Плауновидные |
Силур Карбон |
||||
2.13. Псилотовидные Psilotophyta | |||||
2.14. Папоротниковые |
Более 10 тыс. | ||||
2.15.Хвощевидные | |||||
Палеозой |
|||||
2.16.1. Класс Саговниковые | |||||
2.16.2. Класс Гнетовые | |||||
2.16.3. Класс Гинкговые | |||||
2.16.4. Класс Хвойные | |||||
2.17.Покрытосеменные, цветковые Magnoliophyta | |||||
2.17.1. Двудольные | |||||
2.17.2. Однодольные | |||||
3. Царство Грибы | |||||
3.1. Слизевики, Mixomycota | |||||
3.2. Настоящие грибы, Fungi |
Более 100 тыс. | ||||
О д н о к л е т о ч н ы е 4.1.Тип простейшие (Metazoa) | |||||
М н о г о к л е т о ч н ы е 4.2. Тип Губки Porifera, Spongia | |||||
4.3.Тип Кишечнополостные Coelenterata |
Конец протерозоя |
||||
4.4.Тип Плоские черви Plathelmintes | |||||
4.5.Тип Круглые черви Nemathelminte s | |||||
4.6. Тип Немертины Ne m ertin es | |||||
4.7. Тип Кольчатые черви Annelida e |
9,4-9,5 тыс. |
Средний кембрий |
|||
4.8.Тип Мшанки Briozoa | |||||
4.9. Тип Плеченогие Brachiopoda | |||||
4.10.Тип Моллюски Mollusca | |||||
4.11. Тип Членистоногие Arthropod a | |||||
4.12.Тип Погонофоры Pogonophora |
Палеозой |
||||
4.13. Тип Щетинкочелюстные Chaetognatha |
Средний кембрий |
||||
4.14. Тип Иглокожие Echinodermata |
Ранний кембрий |
||||
4.15.Тип Хордовые Chordata | |||||
4.15.1. Класс Бесчелюстные Agnatha | |||||
4.15.2. Класс Хрящевые рыбы Chondrichthyes |
Поздний силур |
||||
4.15.3. Класс Костные рыбы Osteichthyes | |||||
4.15.4. Класс Земноводные Amphibia | |||||
4.15.5. Класс Пресмыкающиеся Reptilia | |||||
4.15.6. Класс Птицы Aves | |||||
4.15.7. Класс Млекопитающие Mammalia | |||||
И т о г о |
Около 2732 тыс. видов |
Таблица 3. Распределение приблизительного числа описанных наукой видов по царствам Дробянок, Грибов, Растений и Животных, в тыс. видов и в %%.
Количество видов, тыс. | |||
Дробянки | |||
Растения | |||
Животные |
Таким образом (табл.2), из 38 крупных таксонов (отделов, типов) только в гидросфере обитают представители 14 таксонов, в гидросфере и на суше - представители 16 таксонов и только на суше – лишь 8 таксонов.
Мировой океан - важнейшая, основная часть биосферы нашей планеты,
в которой жизнь представлена от поверхности до максимальных глубин в виде большего числа форм, чем в пресных водах и на суше. В целом, гидросфера – это колыбель жизни.
Исследуя пути развития форм жизни на Земле, большинство современных биологов считает, что они развиваются как эволюционно , так и скачкообразно . Теория “прерывистого равновесия” Э. Майра и Д. Симпсона доказывает, что “массовые перестройки флор и фаун происходят в периоды перестройки лика Земли” (Никольский,1980).Благоприятные условия для возникновения новых видов и более высоких таксонов обычно создаются в периоды усиления тектонической деятельности на Земле, трансгрессии и регрессии морей и океанов, смен климата, и, кроме того, некоторые исследователи полагают, что скачки в эволюции жизни на Земле связаны с появлением каждые 50 млн. лет сверхновых звёзд, создающих на поверхности Земли дозу облучения 200-500 Р (около 1/2 летальной для человека дозы, по Кальвину,1971).
Кроме того,по теории Ч. Дарвина, виды живых организмов могут изменяться постепенно, используя механизмы естественного отбора и постепенно совершенствуясь путём адаптаций к изменяющимся условиям внешней Среды.
Весьма примечательно, что многие весьма удалённые друг от друга систематические группы живых организмов в результате одинакового приспособления к среде обитания испытывают конвергентную эволюцию, то есть приобретают сходные черты внешнего и внутреннего строения. Например, в океане - это акулы (класс хрящевые рыбы),тунцы (класс костные рыбы) и дельфины (класс млекопитающие),которые в результате независимой конвергентной эволюции приобрели ряд общих признаков (форма тела, строение и форма плавников и т.д.). Большое значения для понимания закономерностей развития форм жизни на нашей планете имеет также учение Н.И.Вавилова о гомологических рядах, которое доказало, что близкие в генетическом отношении виды и роды растений в совершенно разных регионах Земли имеют сходную наследственную изменчивость и склонны, вероятно, к параллельной направленной эволюции.
Таким образом, мы видим, что в развитии природы есть определённая целесообразность, её совершенствование и адаптация к изменяющимся условиям среды, то есть эволюция - необратимое и направленное развитие живой природы, сопровождающееся изменениями генофондов популяций и видов, формированием адаптаций, вымиранием и образованием новых видов, преобразованием биоценозов и биосферы в целом (см. эволюция видов, экосистем и биосферы).
До появления людей мир был совсем другим. Наша планета не всегда выглядела так, как сейчас. За последние 4,5 млрд. лет она пережила невероятные изменения, какие вы себе и не представляли. Если бы вы могли вернуться назад и посетить Землю миллионы лет назад, вы бы увидели чужую планету, словно сошедшую со страниц фантастических книг.
1. Гигантские грибы росли по всей планете
Примерно 400 млн. лет назад деревья были примерно до талии человека. Все растения были гораздо мельче нынешних – кроме грибов. Они вырастали на 8 м в высоту, а их ножка (или уже ствол?) была диаметром в 1 метр. У них не было таких больших шляпок, которые мы сегодня ассоциируем с грибами. Вместо этого они были просто торчащими столбами. Но они были повсюду.
2. Небо было оранжевым, а океаны зелеными
Небо не всегда было голубым. Около 3,7 млрд. лет назад, как полагают, океаны были зелеными, континенты черными, а небо выглядело как оранжевая дымка. Океаны были зелеными, потому что железо растворялось в морской воде, оставляя зеленую ржавчину. Континенты были черными из-за отсутствия растений и покрытия лавой. Небо не было голубым, поскольку вместо кислорода там в основном присутствовал метан.
3. Планета пахла тухлыми яйцами
Ученые уверены, что они знают, как пахло когда-то на нашей планете. И это был отчетливый запах тухлых яиц. Всё это потому, что 2 млрд. лет назад океаны были заполнены газообразными бактериями, питающимися солью и выделяющими сероводород, наполняя воздух зловонием.
4. Планета была фиолетовой
Когда на Земле появились первые растения, они не были зелеными. Согласно одной теории, они были бы фиолетовыми. Считается, что первые жизненные формы на Земле частично поглощали свет от Солнца. Современные растения зеленые, потому что они используют хлорофилл для поглощения солнечного света, но первые растения использовали сетчатку – и это придавало им яркий оттенок фиалки. Фиолетовый, возможно, был нашим цветом в течение длительного времени.
5. Мир выглядел как снежный ком
Мы все знаем про ледниковый период. Однако есть доказательства того, что один из ледниковых периодов 716 млн. лет назад был весьма экстремальным. Он называется периодом «снежной Земли», потому что Земля, возможно, была настолько покрыта льдом, что она буквально выглядела как гигантский белый снежный ком, плавающий в космосе.
6. Кислотный дождь падал на Земле в течение 100 тысяч лет
В конце концов, период снежной Земли закончился – причем самым ужасным образом, который только можно вообразить. Далее началось «интенсивное химическое выветривание». Другими словами, с неба постоянно лил кислотный дождь – и так 100 тысяч лет. Он растопил ледники, покрывающие планету, «отправил» в океан питательные вещества и позволил жизни зарождаться под водой. До того, как жизнь начала появляться на Земле, планета была ядовитой, негостеприимной пустыней.
7. Арктика была зеленой и густонаселенной
Примерно 50 млн. лет назад Арктика была совсем иным местом. Это было время, называемое эпохой раннего эоцена, и мир был очень теплым. На Аляске росли пальмы, а крокодилы плавали у берегов Гренландии. Северный Ледовитый океан, вероятно, был гигантским пресноводным водоемом, изобиловавшим живыми существами.
8. Пыль заблокировала солнце
Когда 65 млн. лет назад астероид врезался в Землю и уничтожил динозавров, хаос не закончился. Мир превратился в мрачное и ужасное место. Вся пыль, почва и скалистые породы поднялись в атмосферу и даже в космос, окутав планету огромным слоем пыли. С неба исчезло Солнце. Это продолжалось недолго, но даже когда исчезло огромное облако пыли, в стратосфере осталась серная кислота и попала в облака. И снова пришло время кислотных дождей.
9. Шли дожди из жидкой горячей магмы
Однако предыдущий астероид был детской игрой по сравнению с тем, который врезался в планету 4 млрд. лет назад и превратил её в адский пейзаж. Океаны на планете закипели. Жара от астероидного удара фактически закончилась испарением первых океанов на Земле. Огромные части поверхности Земли растаяли. Оксид магния поднимался в атмосферу и конденсировался в капельки жидкой горячей магмы, выпадающей в виде дождя.
10. Гигантские насекомые были повсюду
Около 300 млн. лет назад планета была полностью покрыта низменными болотными лесами, а воздух заполнен кислородом. На 50 % больше кислорода, чем сегодня, и это создало невероятный всплеск развития жизни… и появление огромных и страшных насекомых. Для некоторых существ кислород в атмосфере был слишком избыточным. Маленькие насекомые не могли с этим справиться, поэтому они начали активно увеличиваться в размерах. Ученые нашли ископаемые останки стрекоз, которые были размером с современную чайку. Кстати, они, скорее всего, были плотоядными хищниками.
Рождение Земли
Начнем с самого начала: 5 млрд лет назад. Но где же прекрасная голубая планета? Нашему взору предстает лишь только что родившееся Солнце, окруженное протопланетарной пылью. Промотав ленту времени немного вперед, мы заметим миллиарды кружащихся вокруг Солнца камней, которые путем аккреции стягивает вместе. Пройдут миллионы лет – и эти камни станут, по меньшей мере, сотней планет, вращающихся вокруг Солнца.
4 млрд 540 млн лет назад – Земля появляется на свет. Удивительно, но на заре времен «жизнь» на нашей планете больше похожа на ее конец – тот, каким видит его религия. Твердой «суши» почти нет. Вместо нее – огненное море расплавленной породы. Вместо воздуха – углекислый газ, азот, сера и водяной пар.
В свое время религиозные схоласты рассчитали, что возраст Земли – не менее 6 тыс. лет. Только к началу XIX века геологи начали догадываться, что наша планета – настоящая «старушка». В этом им помогла Южная Африка – в одном из ее районов сохранились останки древнейшей континентальной плиты. Ученые поняли – породы в этой местности очень древние.
Вооружившись данными о скорости остывания материалов, идеей о том, что Земля изначально была расплавленным шаром, и многими годами, потраченными на расчеты, британский физик и механик лорд Кельвин в XIX веке сделал вывод о том, что Земле, скорее всего, от 20 до 40 млн лет.
Это был большой прогресс. Но для геологов-практиков даже эта цифра показалась слишком маленькой. Неизвестно, как долго бы наука пребывала в сомнениях, если бы к молодому ученому Эрнесту Резерфорду не пришло понимание того, что внутри нашей планеты находятся радиоактивные элементы. Все они создают большое количество тепла. Это в корне подрывало расчеты Кельвина, ведь выяснилось, что Земля не остывала постепенно – наоборот, в ней сокрыты постоянные источники тепла. Но главное – распад радиоактивных элементов позволил рассчитать точный возраст Земли.
Рождение Луны
Прошло несколько миллионов лет (младенческий возраст по меркам планеты) после рождения Земли, а ее уже ждали совсем «не детские» испытания. Молодая планета под названием Тейя размером с Марс несется прямо на нас. Считается, что Тейя хоть и столкнулась с Землей, но, по счастью, прошла по касательной. Тем не менее, этого хватило, чтобы обе планеты стали напоминать жидкие шары: по Земле прокатывались настоящие волны породы, а в космос выбросило триллионы тонн обломков. В этой космической катастрофе Земля уцелела. И не только уцелела, но и обрела «украшение»: очень быстро сила тяжести нашей планеты превратила обломки, оставшиеся от катастрофы, в кольцо.
Из этого кольца постепенно формируется шар – Луна. Она гораздо ближе, чем та Луна, которую знаем мы. Сейчас она находится примерно в 400 тыс. км от нас, тогда же она была всего в 22 тыс. км. Можно только представить какой вид открывался с Земли по ночам! Увы, этими красотами не суждено было насладиться никому.
Метеориты атакуют
У Земли воистину было «трудное» детство. 3 млрд 900 млн лет назад ее бомбардируют обломки, оставшиеся от формирования Солнечной системы. Именно они, по мнению многих ученых, и принесут на планету воду. В каждом из них заключено крошечное количество воды, но они атакуют нашу планету более 20 млн лет. Поэтому Земля постепенно покрывается океанами. Когда в следующий раз вы будете утолять жажду прохладной живительной минералкой – вспомните, что каждой капле воды, каждой луже на Земле – миллиарды лет.
Ядро планеты остается расплавленным, а поверхность остыла до 70-80° C. Из-за очень быстрого вращения Земли (Солнце садится спустя всего 3 часа после рассвета!), на ней дуют страшные ветры. Их скорость превышает скорость самого разрушительного современного урагана. Гигантское притяжение близко расположенной Луны поднимает огромные волны, которые прокатываются по планете. Но со временем спутник отдаляется, волны успокаиваются, и Земля начинает вращаться медленнее.
Бактерии
3 млрд 800 млн лет назад – Земля полностью покрыта водой. Но если приглядеться – можно увидеть крошечные острова – это расплавленная горная порода, вулканами прорывающаяся через океан. Со временем такая лава остынет, образуя вулканические острова. Позже они соединятся, сформировав первые континенты. Впрочем, атмосфера по-прежнему токсична, стоит невыносимая жара – вряд ли нам понравилось бы проводить здесь отпуск.
Метеориты бомбят Землю с момента ее появления на свет, но 3 млрд 800 млн лет назад наступила еще более ожесточенная стадия. Видимо, что-то повредило орбиты этих метеоритов – они градом посыпались на Землю.
И все-таки наша планета страдала не зря – метеориты уже принесли сюда воду, но ученые считают, что в них было и еще кое-что – минералы, простейшие белки и аминокислоты. Сейчас, когда стихли ураганы, а Земля остыла, вероятно, пришло их время.
Одна из популярных гипотез гласит, что жизнь на нашей планете появилась вблизи подводных горячих источников. На глубине, куда почти не проникают солнечные лучи, а температура опускается до отметки чуть выше ноля, подводные трубы извергают нечто похожее на сизый дым. На самом деле это не дым, а горячая жидкость. Морская вода даже на дне океана способна просачиваться еще дальше – через трещины в коре, по пути собирая газы и минералы. Вся эта подогретая смесь и выбрасывается назад в океан. Там ее уже поджидает «бульон» из минералов и химических веществ, оставленных метеоритами.
Из этой биохимии, по мнению многих исследователей, и появилась жизнь. Каким-то образом все эти вещества соединились и образовали одноклеточные бактерии – самые ранние формы жизни на Земле. Есть, впрочем, предположения, что жизнь на нашей планете зарождалась бесчисленное количество раз, пока, наконец, не приобрела привычные для нас формы. Жизнь появилась. И что же? Проходят миллионы лет, но кардинально ничего не меняется – эволюция, похоже, не спешит порождать более сложные организмы.
Строматолиты
3 млрд 500 млн лет назад. Если мы посмотрим на мелководную зону океана, то увидим под водой нечто напоминающее камни. На самом деле это цианобактериальные сообщества, представляющие собой конгломераты живых бактерий. Останки этих матов называют строматолитами. Их питание происходит с помощью фотосинтеза, превращающего солнечный свет и воду в глюкозу – простую форму сахара. В ходе этого превращения высвобождается побочный продукт – кислород. Миллионы лет эти невзрачные «камни» творили чудеса, наполняя кислородом океаны и атмосферу. Если бы не они, то на Земле, вероятно, не существовало бы почти ничего живого, включая и нас с вами.
1 млрд 500 млн лет назад – сутки длятся не менее 16 часов. И все же, прошло 3 млрд лет с момента появления планеты, а еще нет ни одного сложного организма.
Но земное ядро по-прежнему активно, оно горячее поверхности Солнца. Это тепло раскалывает земную кору, и она разделяется на огромные литосферные плиты. Они двигаются и тянут по всему миру океаны и острова, сталкивая их между собой. Так, 1 млрд 100 млн лет назад появляется суперконтинент – Родиния. Этот гигантский материк широко известен, но по мнению ученых, до него существовал также и самый первый гипотетический континент – Ваальбара, просуществовавший с 3,6 до 2,8 млрд лет назад, и сформировавшийся еще в Архее. Вторым гипотетическим единым материком был континент под названием Ур, образовавшийся 3 млрд лет назад. На нашей планете, возможно, существовало не менее шести суперконтинентов, но мы расскажем лишь о самых известных из них. Кстати, по многим прогнозам, в будущем – через 200-300 млн лет – все материки Земли вновь соединятся для того, чтобы снова образовать единый суперконтинент. Для него даже придумано название – Пангея Ультима («Последняя Пангея»).
«Земля-снежок»
Из-за большой геологической активности родилось огромное количество вулканов. Углекислый газ, который они выбрасывают, смешивается с водой и превращается в кислотный дождь. Горные породы впитывают его в себя, не давая ему накапливаться в атмосфере, сохраняя тепло. Сейчас этих горных пород намного больше, чем раньше: они обнажились из-за столкновения континентов. В то же время из-за естественных климатических флуктуаций и изменений в солнечной радиации Земля охлаждается. Количество парникового газа, попадаемого в атмосферу, не в состоянии удерживать тепло Солнца.
Возможно и то, что образование суперконтинента Родиния привело к блокированию экваториальных вод, несших теплые течения. Полярные регионы оледенели и стали отражать все больше солнечного света, что, в свою очередь, повлекло «расползание» льда на другие участки. Температура на поверхности Земли упала до -40 градусов. Лед сковал океаны на глубину более 1 км.
Наступил, возможно, один из самых длительных и холодных ледниковых периодов в истории Земли. Приверженцы этой теории называют его эпохой «Земли-снежка». Предполагается, что наша планета была полностью покрыта льдом в части криогенийского и эдиакарского периодов неопротерозойской эры, а, возможно, и в другие геологические эпохи.
Теория о существовании этого грандиозного ледниковья была создана для того, чтобы объяснить отложения ледниковых осадков в тропиках в период криогения (850-630 млн лет назад), а также другие странные черты геологии того же периода. Не все ученые, однако, принимают эту гипотезу, говоря о том, что столь грандиозное оледенение едва ли могло быть возможным, если учесть энергетический баланс и климатические модели глобальной циркуляции.
Кембрийский взрыв
Несмотря ни на что, подо льдом планета остается горячей. Под одеялом льда продолжают жить вулканы. Накопившееся тепло приводит к тому, что со временем они начинают просыпаться один за другим. Но пока горные породы, впитывающие углекислый газ от вулканических извержений, все еще скрыты подо льдом, поэтому ничто не мешает ему накапливаться в атмосфере, удерживая солнечное тепло и постепенно плавя ледник. Таяние льда порождает трещины, изломы и неровности в земной коре, а значит, еще больше вулканов. Серией химических реакций таяние также высвобождает огромное количество кислорода, который был заключен во льду многие миллионы лет. А еще накопившееся тепло приводит к расколу Родинии. Это произошло около 750 млн лет назад.
Продолжительность суток уже равна примерно 22 часам. Концентрация кислорода в атмосфере достигла невиданных до того показателей. В этот момент, примерно 540 млн лет назад, происходит так называемый Кембрийский взрыв: словно ниоткуда в океане появляется великое множество видов сложных живых организмов.
Теория Кембрийского взрыва призвана объяснить внезапное появление окаменелостей животных на нижней границе кембрия и их отсутствие в более древних отложениях. Более поздние исследования, однако, показали, что многие сложные животные, сходные с современными видами, возникли задолго до начала кембрия. Тем не менее, подавляющая часть современных типов впервые появилась, похоже, именно в кембрии. Причем произошло это, видимо, действительно быстро. Увеличение размера живых существ и появление большого их разнообразия в числе прочего связано, вероятно, с повышением уровня кислорода.
Жизнь на суше
750 млн лет назад сдвиг литосферных плит произошел снова. Родиния раскололась, образовав Гондвану и Лавразию. Температура – около 30° С, уровень кислорода приближается к современному. Но суша по-прежнему безжизненна, на ней почти ничего нет, кроме отдельных участков с водорослями.
Солнце продолжает разрушать поверхность Земли смертельно опасной радиацией. Однако примерно в 50 км над Землей, там, где лучи проникают в земную атмосферу, происходит нечто интересное: встречаясь с солнечной радиацией, кислород превращается в другой газ – озон. Постепенно он обволакивает всю планету, поглощая смертельную радиацию. Если бы не он, жизнь на суше просто не существовала бы. Спустя миллионы лет, озоновый слой становится толще, и суша покрывается зелеными комочками, напоминающими мох. Эта крошечная зелень, тем не менее, делает важную работу – она выбрасывает еще больше кислорода, уровень которого резко растет. Привлекательную для жизни сушу мало-помалу начинают обживать земноводные.
Суша становится миром тропических болот. Болота Окефеноки (штат Джорджия, США), что в переводе с индейского означает «колышущаяся земля», считаются современным аналогом болот, которые существовали на Земле в ту эпоху.
Профессор Фредерик Рич (Fredrick Rich) из университета южной Джорджии – специалист по доисторическим болотам, как и его коллеги, верит, что это болото очень похоже на те, которые существовали повсюду около 300 млн лет назад – в каменноугольный период или карбон. По его словам, именно в это время впервые за всю историю нашей планеты на ее поверхности развивается обширный растительный покров. Растения достигали 20-30 м в высоту, росли плотными массивами, создавая влажный тропический климат. Здесь летают гигантские насекомые – меганевры (гигантские стрекозоподобные насекомые, жившие в каменноугольном периоде), ползают метровые многоножки. Гигантизм насекомых и животных в ту древнюю эпоху связывают с высокой концентрацией кислорода в атмосфере.
Тропические болота занимали большую часть материковой поверхности Земли в течение десятков миллионов лет. Свидетельства тому можно найти сегодня на всех современных континентах – в месторождениях угля. На суше останки растений превращались в уголь, а на мелководье в течение миллионов лет накапливались останки живых организмов. Они станут другим видом ископаемого топлива – нефтью и газом.
Пермское вымирание
Примерно 250 млн лет назад. К тому моменту сушу уже населяют предки динозавров – горгонопсы и их добыча – скутозавры. Но участь их, как и 96% морских видов и 70% видов наземных позвоночных, предрешена. Около 252 млн лет назад начинается пермское вымирание – самое массовое вымирание всех времен, одно из пяти массовых вымираний, когда-либо происходивших на нашей планете.
Причины его доподлинно неизвестны до сих пор. Однако наиболее вероятной версией и одной из основных причин считается извержение сибирских траппов, происходившее именно в этот период. До сих пор неизвестно, что именно спровоцировало эти извержения. По всему миру воздух наполнен пеплом, который закрывает солнечный свет. Атмосфера наполняется токсинами и углекислым газом. Время от времени потоки горячей магмы выходят на поверхность. Это продолжается от 500 тыс. до 1 млн лет. Количество базальта, извергнувшегося из недр Земли за это время, хватило бы для того, чтобы похоронить США под почти 6-километровой толщей.
Около 250 млн назад – суша вновь почти безжизненна. Прошло 50 млн лет, и материки опять соединяются, образовав единый континент – Пангею. Во время пермского вымирания погибло 70% всех видов наземных позвоночных, а это значит, что есть место для нового вида, который будет править на планете как никто другой – ни до, ни после него – динозавры. Считается, что эти «ужасные ящеры» произошли от небольшого количества рептилий, переживших пермское вымирание.
Пока они крепнут и развиваются, беспокойные плиты вновь разрывают Землю на части: 190 млн лет назад Пангея распадается. А 180 млн лет назад мир обретает привычные для нас формы, образуется Атлантический океан.
Конец динозавров
65 млн лет назад. Кажется, что правящая династия под названием «динозавры» будет господствовать на планете вечно. Но если на Земле нет силы, способной разрушить эту монополию, она есть в космосе – к нам уже несется огромный астероид. Он летит к побережью полуострова Юкатан. Сегодняшний Мексиканский залив – не что иное, как кратер, образовавшийся от удара этого гиганта.
Это настоящий Апокалипсис для динозавров. Астероид разрушает все на многие тысячи километров, даже сам он мгновенно испаряется. Энергия, высвободившаяся при ударе, равна энергии взрыва миллионов атомных бомб. Осколки астероида и земной коры разлетаются за тысячи километров. Идут метеоритные дожди, от землетрясений земля ходит ходуном, на побережья обрушиваются цунами. Поверхность Земли нагревается, растительность самовоспламеняется. Дым и пепел в течение нескольких месяцев окутывают планету мощной пеленой, не пропуская солнечные лучи. Господство динозавров, длившееся 165 млн лет, подходит к концу. К счастью, это шанс для непритязательных в еде мелких зверьков, похожих на землеройку, – млекопитающих.
Млекопитающие
50 млн лет назад. Планету все уверенней заселяют млекопитающие. На самом деле они появились еще во времена динозавров, но массовое их расселение по понятным причинам могло произойти только после исчезновения гигантских плотоядных. 47 млн лет назад – эволюция млекопитающих набирает обороты.
Продолжительность суток, между тем, уже почти равна 24 часам, температура около 24° С, уровень кислорода практически такой же, как сегодня.
Наши предки
При столкновении Индийской и Азиатской плит образуется огромная горная гряда – Гималаи. Раньше на этом месте бушевал океан.
4 млн лет назад. Вдоль Восточного побережья Африки между плитами, образующими земную кору, появляется огромная расселина. Она тянется почти на 6 тыс. км. По ее краю вырастают горы, которые не дают влаге из Индийского океана течь по земле. Становится жарче и суше – плодородный влажный лес Африки превращается в засушливую саванну. Одна из самых популярных версий гласит, что именно в связи с этим нашим предкам пришлось слезть с деревьев и, выпрямив спину, отправиться на поиски пропитания на двух ногах. Впрочем, есть и другие гипотезы о происхождении прямохождения, как правило, дополняющие ее множеством удивительных фактов.
Например, не так давно в Африке обнаружены останки очень древних гоминид, которые жили как раз тогда, когда произошло разделение линий, ведущих к шимпанзе и человеку. И что же? Выяснилось, что эти гоминиды, возможно, уже ходили на двух ногах – то есть до того, как их потомки слезли с деревьев.
Ходили они, конечно, не так уверенно, как мы, но факт остается фактом. А вот резкий скачок развития разумной деятельности человека начался всего примерно 10-12 тыс. лет назад – былинка, невероятно малая толика «секунды» на шкале времени, которая прошла с момента рождения нашей планеты. А ведь Земля, по оценкам многих специалистов, прошла лишь около половины своего жизненного пути. То ли еще будет.
КАК ВОЗНИКЛА ПЛАНЕТА ЗЕМЛЯ?
Много миллиардов лет назад в космосе мчалось огромное облако пыли и газов. Оно очень медленно вращалось, сжималось и превращалось в огненный шар.
Устно придумайте подпись к рисункам
Температура на его поверхности поднялась до
+6000 градусов! Так возникла одна из звезд - наше
Солнце
. Также
образовались и начали вращаться вокруг Солнца девять
планет
. Одна из них – Земля, на которой мы
живем.
По сравнению с Солнцем крохотная, словно горошина рядом с крупным
арбузом.
Земля три миллиарда лет назад. Рисунок современного ученого. Как вы считаете, этот рисунок - исторический источник? Докажите свое мнение.
Ученые до сих пор не знают в точности, какой была Земля в начале существования. Вероятно, три миллиарда лет назад неглубокий океан покрывал большую часть планеты. Суша была бурой каменной равниной. Лишь кое-где возвышались остроконечные горы. Повсюду виднелись глубокие пропасти. Почти каждый час страшные землетрясения взламывали поверхность земли, повсюду громыхали вулканы, из них текли потоки раскаленной лавы.
Климат был горячим и влажным. По небу мчались раскаленные коричнево-черные тучи ядовитых газов и пара. Грохотал гром, сверкали невиданно большие молнии. Днем и ночью, не переставая, шли ливни из едкого кипятка. Они размывали скалы, а ураганы с шумом обрушивали камни. Конечно, никакой жизни на Земле не могло быть. Наша планета была слишком раскаленной. Нечем было дышать - не было газа кислорода.
Лишь два миллиарда лет назад затихли ураганы, ливни стали не такими страшными. Земля уже была готова к тому, чтобы на ней появилась жизнь.
ПОЯВЛЕНИЕ ЖИЗНИ
Некоторые невежды верят, что бог по своей воле за несколько дней создал
растения и животных. Ученые давно доказали ошибочность таких верований.
Обитатели моря 700 млн. лет назад. Рисунок современного ученого
Обитатели моря 650 млн. лет назад. Рисунок современного ученого
Науке стало известно, что миллиарды лет назад в теплых океанах сами собою возникли комочки живого вещества, такие крохотные, что без микроскопа их не увидеть.
Прошли еще миллионы лет, и из них образовались микробы, мельчайшие водоросли. Потом в морях появились медузы и черви. Растения и животные развивались. Слабые вымирали, сильные медленно изменялись и превращались в новые существа. Все перемены заняли целый миллиард лет!
1.
2.
1.На дне реки 500 миллионов лет назад. Рисунок современного ученого 2.Долина той же реки 500 миллионов лет назад. Рисунок современного ученого
Если бы мы оказались на Земле 555 миллионов лет назад, то увидели бы темное небо в серых тучах. Идут теплые дожди, сильный ветер ревет в океанах и свистит в скалистых ущельях гор. На суше не видно ни клочка зелени, ни одного животного.
ВЫХОД ЖИЗНИ НА СУШУ
Зато в морях росло множество водорослей, на дне лежали восьмиметровые раковины. Плавали рыбы, покрытые чешуей или панцирем. Некоторые растения во время засухи оказывались на мелководье. Большинство погибало, но самые крепкие приспосабливались расти на суше. По берегам рек и озер поднялись первые зеленые рощицы.
Рисунки современного ученого. Придумайте к ним названия
Рыбы тоже
научились перебираться от пересыхающих озер по суше к рекам, чтобы не
погибнуть.
"Удивительные леса покрыли планету..." Рисуно современного ученого.
Такие "путешествия" спасали их. За миллионы лет потомки таких рыб приспособились жить одинаково хорошо как под водой, так и на суше. Вместо жабр у них появились легкие, и они стали существами вроде лягушек. Многие из них были размерами с современного бегемота. На суше поселились стрекозы метровой величины, огромные пауки и сороконожки.
"Удивительные леса покрыли планету..." Рисунки современного ученого.
Удивительные леса покрыли планету. Папоротники были высотой до 50 метров (выше 15-этажного дома!), а толщиной больше трех метров. С листвы капала роса, сырой мох окутывал стволы. Климат был влажным и жарким. Часто моросили дожди. Повсюду лежали обширные болота, над которыми клубился туман.
"Удивительные леса покрыли планету..." Рисунок современного ученого.
ДРЕВНИЕ ЯЩЕРЫ
300 миллионов лет назад климат на планете стал суше и прохладнее. Вместо
болот и сырых равнин появились степи, пустыни и горы.
Травоядный ящер. Рисунок современного художника
Прежние обитатели планеты стали приспосабливаться к этим переменам. Они окончательно перешли к жизни на суше. У них появились крепкие когтистые лапы, прочная кожа, острые зубы или клювы. Так возникли ящеры - динозавры.
Четвероногие ящеры стали крупными и сильными животными, но медленными, неповоротливыми. Их длина достигала 30 метров! Они бродили по берегам озер и рек беспрестанно ели, набивая травой громадные желудки.
Но среди динозавров завелись и ужасные хищники. Они передвигались на двух задних лапах в поисках добычи. Их зубы были острее бритвы. Спасаясь от хищников, травоядные ящеры
защищали
себя панцирями. Такие "бронированные" животные дожили до наших дней. Это
черепахи.
Хищный и травоядные ящеры. Рисунок современного художника
Летающие
ящеры парили в небе при помощи больших кожистых крыльев. Они подхватывали с поверхности воды рыбу, питались ей сами и носили детенышам. Ящеры водились и в море. Это были морские змеи-великаны, крокодилы, ловкие охотники за рыбой и крабами.
1.Динозавры. Кадры из научного фильма "Прогулки с динозаврами" (Великобритания)
2.Морские динозавры. Рисунок современного художника
Динозавры. Кадры из научного фильма "Прогулки с динозаврами"(Великобритания)
Природа Земли в эпоху ящеров. Рисунки современного ученого.
Динозавры. Кадры из научного фильма "Прогулки с динозаврами" (Великобритания)
ПРЕДКИ СОВРЕМЕННЫХ ЗВЕРЕЙ
Хотя крупные динозавры заняли всю сушу, воду и небо, выжить они не сумели. Их мозг был слишком мал и неразвит, а тела чересчур велики. Когда ящеры откладывали яйца в теплый песок, часто их гнезда погибали.
Динозавры оказались не готовы к борьбе с природой, а потому вымерли около 140 млн. лет назад, задолго до появления людей.
Правда, небольшие черепахи, крокодилы, ящерицы и змеи уцелели и живут на Земле до сих пор. Теперешние птицы - потомки некоторых мелких ящеров.
1.Земля в наши дни
2.Древние млекопитающие
1.Так
выглядели предки людей. Рисунок современного ученого
2.Древние млекопитающие
. Кадры из научного фильма "Прогулки с
чудовищами" (Великобритания)
Намного выносливее ящеров оказались небольшие зверьки, питавшиеся насекомыми. Постепенно у них появилась шерсть, они стали вскармливать своих детенышей молоком. Поэтому ученые дали этим зверькам название млекопитающих. Шерсть на теле позволяла млекопитающим жить не только в теплых джунглях и степях юга, но даже расселяться в прохладных областях.
}
1.Природа Земли в начале эпохи млекопитающих. Рисунок современного
ученого
2.Древние млекопитающие
. Кадры из научного фильма "Прогулки с
чудовищами" (Великобритания)
Млекопитающие оказались ловкими и сильными. Среди них были такие, которые научились спасться от врагов на деревьях, быстро лазать по ветвям и искать там пищу - насекомых. Все четыре лапы у них развились,окрепли, образовались цепкие и ловкие пальцы, вместо коготков появились ногти.
Природа Земли
в начале эпохи млекопитающих. Рисунок современного ученого
Прыжки с ветки на ветку требовали хорошего зрения и крупного мозга. Эти звери все лучше приспосабливались к переменам в природе. Запомните: в борьбе с природой звери постоянно изменяются. Плохо приспособленные жизни вымирают. Хорошо приспособленные выживают и развиваются все быстрее.
Предки людей 80 миллионов лет назад были именно такими маленькими зверьками, живущими на деревьях. Ученые смогли восстановить их облик по обломкам окаменевших костей, найденным при раскопках.
НАДЕЕМСЯ, ВЫ НЕ ЗАБЫЛИ,ЧТО СЛЕДУЮЩИЙ РАССКАЗ БУДЕТЕ ИЗУЧАТЬ ПО УЧЕБНИКУ "КРАЕВЕДЕНИЕ"?
- 1с предприятие 8.3 закрытие месяца. Как закрывать квартал начинающему бухгалтеру пошаговая инструкция. Настройка учетной политики организации
- Продажа ос в 1с 8.3 бухгалтерия. Как в «1с» отразить продажу основных средств и мнма. Продажа основного средства с восстановлением амортизационной премии
- Расчет и калькуляции себестоимости продукции Расчет себестоимости путем распределения расходов
- Самые счастливые люди на Земле: особенности и интересные факты