Кайнозойская эра в истории земли

5.3. Кайнозойская эра в истории Земли

Человек впервые становится
геологической системой,
меняющей лик нашей планеты.

Акад. В. И. Вернадский

Кайнозойская эра — это новый этап геологической истории Земли, который продолжается поныне. Длительность эры 65 млн лет. В течение кайнозоя развился новый цикл геологических процессов, изменивший и усложнивший структуры земной коры и создавший современную физико-географическую обстановку.

В кайнозое сложился своеобразный органический мир, в котором млекопитающие играют ведущую роль; появился человек, и его деятельность стала одним из факторов преобразования географического лика Земли.

Первоначально кайнозой делили на два периода — третичный и четвертичный. В третичный период включали палеоген и неоген. В настоящее время в кайнозое выделяют три периода:

Палеогеновый период

Начался 65 млн лет назад и закончился 23 млн лет назад. Впервые палеоген («палео» — древний, «ген» — образование) выделен К. Науманном в 1866 г.

Органический мир. Из простейших были широко развиты фораминиферы, представленные мелкими планктонными и относительно более крупными бентосными формами. Из последних наиболее характерны нуммулиты, которые образовывали пласты до десятков метров, поэтому изредка появляются проекты переименования палеогена в нуммулитовый период. Из кораллов продолжают существовать гексакораллы. Большую роль играют разнообразные радиолярии, губки, спикулы которых также формируют целые пласты — спонголит.

На втором месте по распространенности среди простейших занимали двустворчатые и брюхоногие моллюски. Последние, кроме того, начали осваивать сушу.

Многочисленны были мшанки и морские ежи, насекомые (в янтаре из Прибалтики их нашли уже более 3000 видов). В водных бассейнах многочисленны были рыбы. Среди позвоночных господствующее положение заняли млекопитающие и беззубые птицы, как летающие, так и нелетающие. Млекопитающие в палеогене быстро эволюционировали от примитивных до развитых. Они быстро приспособились к жизни на суше, в воздухе и в воде, увеличились их размеры. Появились даже такие гиганты как индриктерий, достигавший в высоту 5 метров, мастодонт и динотерий. Наиболее многочисленными были представители архаичных непарнокопытных, затем шли парнокопытные, примитивные грызуны, хищники, насекомоядные и зайцеобразные.

В растительном мире господствовали покрытосеменные (цветковые). Из голосеменных были многочисленны только хвойные.

Тектоника. В начале палеогена в Северном полушарии находилось два огромных материка, соединявшихся в районе Берингова пролива,— Евразия и Северная Америка.

В Южном полушарии было несколько материков — частей бывшей Гондваны: Африка, Индостан, Южная Америка. Полное отделение Антарктиды от Австралии и Южной Америки, вероятно, произошло во второй половине палеогена. Между всеми материками существовали все современные океаны. Между северными и южными материками располагалось море Тетис.

Палеоген — время проявления альпийской складчатости, начавшейся еще в самом конце мела с ларамийской фазы. Одной из особенностей палеогеновой тектоники являются расколы земной коры и движения по ним:

1) возникают рифтовые зоны в Гренландии и Индостане;

2) закладывается система рифтов Восточной Африки, протягивающаяся на 2500 км в меридиональном направлении;

3) формирование расколов сопровождалось эффузивным магматизмом как на суше, так и в океанах. Кратковременная регрессия конца мела, времени великого вымирания, сменилась в палеогене трансгрессией, которая достигла своего максимума в эоцене (Р2). Это была последняя большая трансгрессия в истории Земли. В конце палеогена море покидает почти все континенты.

В палеоцене несколько расширился, по сравнению с поздним мелом, Атлантический океан. Контуры Индийского океана заметно отличались от современных: восточную часть океана занимал обширный устойчивый глубоководный бассейн; в центральной части океана находились срединно-океанический хребет и обширная зона небольших глубин: на западе — вдоль побережья Африки располагались небольшие глубоководные впадины, заполнявшиеся продуктами размыва континента. В эоцене появились проливы между Австралией и Антарктидой, между Антарктидой и Южной Америкой.

В олигоцене начинается глобальное похолодание, рост климатических контрастов, регрессия океанов. Возрастает гидроизоляция Антарктиды, где быстро развивается покровное оледенение. Где-то около 38 млн лет назад ледники достигли океана и появились первые айсберги.

На территории Тетиса идет формирование внутренних морей — Средиземноморского, Черного и Каспийского.

Климат. В первой половине палеогена климат на планете был значительно мягче современного. В раннем и среднем эоцене среднегодовая температура в Европе составляла +27°С (самая высокая за весь мезозой и кайнозой), но уже к концу эоцена она понизилась до +(7–10)°С (как в настоящее время), а в олигоцене была всего +(5–7)°С.

Полезные ископаемые. В палеогеновых отложениях сосредоточен целый ряд важных полезных ископаемых. Известны бокситы Австралии, Гвинеи, Ямайки и др., заключающие (вместе с залежами в неогене) 95% запасов алюминиевого сырья зарубежных стран; марганец Причерноморья (Никополь), на Кавказе, в Западной Африке; оолитовые железные руды и бокситы Северной Америки и юга Западной Сибири; нефть Ирана, Ирака, Венесуэлы, Афганистана, Предкавказья и Предкарпатья; каменные угли о. Сахалин, в Японии, на востоке Китая; бурые угли в Германии (Рейнский буроугольный бассейн), США (Северная Дакота); фосфориты Африки; самородная сера Ирана, в Боливии, США, Аргентине, Чили; ртуть в Испании (Альмаден); урановые месторождения в США (штат Вайоминг).

Неогеновый период

В качестве самостоятельного стратиграфического подразделения неоген («нео» — новый, «ген» — образование) выделен австралийским геологом М. Гернесом в 1853 г.

Органический мир. Общий состав фауны и флоры постепенно приближается к современному. В морях нормальной солености развиваются те же группы, что и в палеогене.

Среди наземных млекопитающих в начале периода вымирают примитивные формы: древние хищники, титанотерии (крупные непарнокопытные). Господствующее положение начинают занимать ныне живущие семейства и роды, появляются медведи, антилопы, быки, жирафы, слоны, овцы, козы.

В конце миоцена и в раннем плиоцене появляются человекообразные обезьяны, гиппопотамы, олени, первые настоящие лошади. В начале позднего плиоцена широко распространяются слоны, мастодонты, саблезубые тигры.

Характерная особенность позднего плиоцена — появление представителей рода HOMO — человека.

Тектоника. В это время достигла своего максимума альпийская складчатость и широко проявился эпиплатформенный орогенез.

Альпийская складчатость, начавшаяся еще в самом конце позднего мела с ларамийской фазы, продолжалась в течение кайнозоя. Эти движения наиболее широко проявились в конце эоцена пиренейской фазой, в конце олигоцена — савской фазой, в конце миоцена — штирийской фазой, и в конце плиоцена — балахской фазой.

Уже после пиренейской фазы началось воздымание антиклинорных структур в Средиземноморском подвижном поясе. В Тихоокеанском поясе альпийская складчатость отразилась слабее без воздыманий антиклинорных зон.

В результате альпийская складчатость привела к отмиранию подвижного тектонического режима на всей оставшейся территории Средиземноморского пояса и большей части Тихоокеанского. Складчатость сопровождалась образованием шарьяжей, особенно в Средиземноморском поясе, и сильным вулканизмом.

Другая особенность неогенового и следующего за ним четвертичного периода — активизация вертикальных тектонических движений в областях древних складчатостей (докембрийских, каледонской, герцинской, киммерийской), получившая название «Эпиплатформенный орогенез». Орогенные поднятия имеют сводово-глыбовую форму, аналогичная, но обратная, форма свойственна орогенным впадинам (рис. 32.1).

Эпиплатформенный орогенез сопровождается внедрением субвулканических интрузий и излияниями (эффузиями) лав андезитового и базальтового составов.

Примеры: 1) Байкальское сводовое поднятие и вся территория между Сибирской и Китайской платформами;

2) горные сооружения в Южной и Северной Америке, примыкающие с востока к областям альпийской складчатости.

Обратный процесс происходил в океанах, которые в неогене испытывают энергичное некомпенсированное погружение с образованием новых и расширением ранее возникших глубоководных котловин.

Следствием альпийской складчатости, эпиплатформенного орогенеза и углубления океанических впадин явилась обширная регрессия, обусловившая экстремальный геократический период в истории Земли. Регрессия вызвала рост Антарктического ледника и оледенение в Северном полушарии.

К концу неогена завершилось оформление контуров материков в границах, близких к современным.

Климат. Палеогеографическая зональность в течение неогена постепенно приближалась к современной.

Полезные ископаемые. Особо важное значение среди отложений неогена имеют следующие полезные ископаемые.

Нефть и газ неогена составляет 1/3 запасов мира. Основная часть этих месторождений приурочена к границам платформ и к предгорным прогибам. Это нефтегазоносные бассейны Ирана, Ирака, Саудовской Аравии, Кувейта, Катара, Мексики, Венесуэлы, Кавказа (Дагестан, Баку), Северный Сахалин.

Уголь (бурый и лигниты) — развит на всех континентах.

Железные и марганцевые руды осадочного происхождения представлены Керченским месторождением. С корами выветривания неогена связаны месторождения бокситов, никелевых и кобальтовых руд, с магматическими породами — месторождения золота, олова, меди, серебра, полиметаллов и ртути. Кроме того, из неогена известны месторождения калийных и поваренных солей, фосфоритов, серы, глины, строительных материалов.

Четвертичный (антропогеновый) период

Антропогеновый период — это ныне продолжающийся период и был выделен в 1829 г. бельгийским геологом Ж. Денуайэ. От более древних периодов геологической истории его отличают следующие признаки:
1) необычайно малая длительность (3,3–0,7 млн лет по разным данным);
2) появление и развитие человека и его материальной культуры;
3) резкие и многократные колебания климата, что привело к многократным оледенениям в арктических и антарктических зонах;
4) неоднократные крупные планетарные изменения уровня Мирового океана.

Ряд специфических черт отличает и осадки антропогена, формирующиеся и поныне:
1) практически повсеместное их распространение;
2) сложный характер строения разреза;
3) пестрота и быстрая изменчивость литологического состава и генезиса;
4) небольшие мощности (от сантиметров до 200–300 м);
5) высокая скорость накопления осадков;
6) рыхлость и подвижность их;
7) большая роль отложений в рельефообразовании;
8) условия залегания: для них свойственно не последовательное напластование более молодых на древних, а в основном прислонение более молодых к более древним.

В основу подразделения антропогенового периода положен климатостратиграфический принцип — чередование похолоданий (ледниковий) и потеплений (межледниковий). В последнее время все шире используются палеонтологические и литологические методы, важную роль начинают играть методы абсолютной геохронологии (радиоуглеродный и палеомагнитный методы).

Подразделения антропогена, приведенные выше, используются на территории бывшего Советского Союза. За рубежом, да и у нас, многие исследователи склонны нижнюю границу антропогена опустить до 3,3–1,8 млн лет, и приурочить ее ко времени появления человека. В это же время по палеомагнитным данным фиксируется большой скачок изменения знака магнитной полярности.

Органический мир. Наземная растительность современного облика начала формироваться еще в неогене. В антропогене постепенно вымирают или резко сокращают свои ареалы теплолюбивые формы; сокращаются площади лесов и расширяются травянистые степные пространства; возникают тундровые и арктические ассоциации.

Животный мир тоже испытывает крупные эволюционные изменения. Особенно ярко это проявляется среди млекопитающих и человека. В морях широко распространены моллюски, фораминиферы, остракоды и диатомовые водоросли.

В нижнечетвертичном веке появляются холодовыносливые формы: овцебык, северный олень. В южных зонах обитают многочисленные слоны, лошади, ослы, носороги, бизоны.

Для верхнечетвертичного века характерны, кроме мамонта, шерстистый носорог, северный олень, лось, овцебык, песец.

Для голоцена характерно отсутствие мамонта, шерстистого носорога. К этому времени относится приручение животных человеком.

Появление человека — наиболее важная особенность четвертичного периода (табл. 32.1).

Таблица 32.1

Австралопитеки являются предшественниками древних людей. Их остатки найдены в слоях, возраст которых от 5,5 до 0,9 млн лет. Объем их мозга составлял 530–550 куб. см. Человек умелый (Homo habilis) отличался от австралопитеков несколько большим объемом мозга (700–800 куб. см) и использовал в качестве орудий труда уже не палки и камни, а самодельные примитивные каменные орудия, получившие наименование культуры галек (олдувай). Архантропы (питекантроп, гендельбергский человек и синантроп) уже умели изготовлять каменные орудия. Объем мозга синатропа уже 1050 куб. см, его остатки найдены в слое золы вместе с каменными орудиями и костями животных. Возраст этих слоев составлял 200–250 тыс. лет.

Находки остатков неандертальцев, их стоянок и орудий достаточно высокой степени обработки сделаны в слоях с возрастом от 200–170 до 35–30 тыс. лет. Они умели добывать огонь и жили охотой и собирательством.

Появившиеся 45–40 тыс. лет назад неантропы, по своему физическому типу не отличались от современных представителей человека. Они с высоким совершенством умели изготовлять каменные топоры и молотки, в которых могли просверливать отверстия, вырезали статуэтки из кости и камня, рисовали на стенах пещер.

Люди современного типа появились 10 тыс. лет назад.

Тектоника (неотектоника) молодая, современная тектоника. В конце неогена в основном завершается геосинклинальный процесс. Однако земная кора в пределах альпийских складчатых поясов и в настоящее время сохраняет значительную подвижность: поднятия (Гималаи, Анды, Кордильеры) и опускания (южная часть Каспия, Черное, Эгейское и Мраморное моря, Мексиканский залив — во всех этих впадинах еще идет интенсивное осадконакопление), проявляется современный вулканизм и сейсмичность.

Климат. Характерно чередование похолоданий и потеплений. В Европе в конце нижнечетвертичного века главными центрами оледенения являлись Скандинавия и Альпы. В это время развивается так называемое Миндельское (Окское) оледенение. В Альпах ледники достигают подножий гор. Ледники со Скандинавии достигают северных границ Белоруссии и района Москвы (р. Ока). Ледники устанавливаются на Северном и Полярном Урале, в горных районах Южной и Восточной Сибири, в Северной Америке.

Начало среднего плейстоцена (QII) является временем длительного, почти повсеместного, потепления, когда климат был даже теплее современного. На рубеже 300 тыс. лет это потепление сменяется наиболее долгим (продолжавшимся 130–180 тыс. лет) значительным похолоданием плейстоцена — рисским (среднерусским), которое привело к самому обширному оледенению Северного полушария. На территории России это днепровское (самаровское) и московское (тазовское) оледенения. Последнее заметно уступает днепровскому по своим масштабам. Днепровский ледниковый щит двигался со Скандинавского полуострова двумя языками: первый язык он спускался по долине Днепра и дошел до современного Днепропетровска, второй — по Дону-Волге, достиг г. Волгограда. Ледник московского времени сумел достигнуть только г. Москвы.

Синхронно с оледенениями происходили и трансгрессии моря на континенты. В этот период море затапливало всю северную часть Западно-Сибирской низменности, проникало далеко на юг по Восточно-Европейской равнине, в междуречье Енисея и Лены и в др. места.

Начало позднего плейстоцена (QIII) характеризуется мощным потеплением — межледниковьем. В это время Балтийское море широким проливом соединялось с Белым морем. Каспийское и Азовское моря были заметно крупнее современных, а Крым был островом. Это потепление 70–90 тыс. лет назад сменяется опять похолоданием, известным под названием валдайского (зырянского) оледенения. Этот ледник в Европе доходил из Скандинавии до Валдайской возвышенности, а в Сибири он был горным или горно-долинным.

Голоцен (QIV) начавшийся 10 тыс. лет назад характеризуется природными условиями, весьма близкими к современным.

Из множества гипотез, объясняющих оледенения, заслуживает внимание две основные их группы — это астрономические и теллурические.

Первые гипотезы все оледенения объясняют космическими причинами: перемещением полюсов Земли; взрывом вблизи солнечной галактики сверхновых звезд, которые якобы своими осколками (газово-пылевидными туманностями или «облаками») как бы заслоняют Землю от Солнца. Правда, изменение солнечной радиации может быть вызвано и другим способом — изменением наклона эклиптики и эксцентриситета земной орбиты (гипотеза югославского ученого Миланковича), в результате чего меняется расстояние Земли от Солнца.

Из гипотез теллурического характера следует упомянуть гипотезу русского ученого И. Д. Лукашевича, который все изменения климата объясняет изменениями земной поверхности в связи с колебательными и орогеническими движениями земной коры.

Межледниковые эпохи характеризуются в Европе широколиственными лесами (дубравами), ледниковые эпохи — степями.

Современное межледниковье началось примерно 10 000 лет назад и судя по тому, что ни одна межледниковая эпоха не держалась более 10–12 тыс. лет, мы живем с вами в конце межледникового периода перед очередными ледниковым периодом, который наступит в ближайшие 1–2 тысячелетия. При этом, проведя всевозможные расчеты, ученые-гляциологи установили следующий сценарий ближайшего оледенения: первое тысячелетие продлится на Земле потепление, за ним последует 22 000-летний промежуток направленного похолодания.

Правда этот прогноз совершенно не учитывает спонтанного развития природы и возможные воздействия антропогенного фактора, т. к. углекислый газ от сжигания как термоизолирующее средство (своеобразное одеяло) все более и более укутывает нашу планету.

Полезные ископаемые. Среди полезных ископаемых периода можно выделить 5 групп:
1. Россыпи: золото, платина, касситерит, алмазы, ильменит, циркон, рутил.
2. Осадочные руды: бобовые железные руды озерно-болотного и озерного генезиса, морские железомарганцевые, медно-ванадиевые, фосфоритовые и др. конкреции.
3. Нерудные ископаемые: стройматериалы (песок, гравий), стекольные и формовочные пески, глины, сера, соль и бораты.
4. Горючие ископаемые: торф.
5. Подземные воды и лед (лед Антарктиды).

Внимание! На контурной карте мира отметьте (пронумеруйте, оконтурьте и раскрасьте желтым цветом альпиды. Дополнительно оконтурьте и пронумеруйте (римскими цифрами) литосферные плиты, выделите типы их границ и укажите направление и скорость их современного движения. Перечень структур см. Приложение 3 «Номенклатура тектонических структур на карте мира» или в методичке Самостоятельная работа студентов по дисциплинам географического цикла: Метод. рекомендации.– Иркутск: Изд-во Иркут. пед. ун-та, 2003.– С. 39–41.

Контрольные вопросы

1. Дайте характеристику органическому миру палеогена.
2. Составьте геохронологическую шкалу кайнозойской эры.
3. Почему эпохи и отделы в четвертичном периоде называются разделами?
4. Кратко осветите историю возникновения современного типа человека.
5. Дайте оценку современному альпийскому тектоно-магматическому циклу. В чем его отличие от предыдущих циклов?
6. Чем обусловлены оледенения четвертичного периода? Перечислите оледенения и чередующиеся с ними межледниковья для Восточно-Европейской платформы.

© 2008–2011, С.Н. Коваленко, кафедра географии ВСГАО. Все права защищены.