Каменноугольный период (карбон). Каменноугольный период

Каменноугольный период (карбон)

Страница 6 из 7

По геохронологической шкале каменноугольный период , или, как его чаще называют - карбон , является предпоследним периодом палеозойской эры, имевшим место после девона и перед пермью. Брал он свое начало 358 млн. лет назад, продолжался около 60 млн. лет и закончился 298 млн. лет до наших дней. Отметился карбон тем, что именно в данный период в земной коре отложились огромные накопления каменноугольных месторождений, а на земном шаре впервые проявились очертания древнего супергигантского материка Пангеи.

Основные подразделы каменноугольного периода, его география и климатические особенности

Каменноугольный период принято делить на два надотдела Пенсильванский и Миссисипский. Пенсильванский делится в свою очередь на Верхний и Средний карбон, Миссисипский равно соответствует Нижнему. В Верхний карбон входят Гжельский и Касимовский ярусы, Средний подразделяется на Московский и Башкирский, а Нижний карбон составляют целых три яруса - Серпуховский, Визейский и завершает его, как и весь карбон в целом - Турнейский.

Каменноугольный период (карбон)	Надотделы	Отделы	Ярусы
	Пенсильванский	Верхний карбон	Гжельский
			Касимовский
		Средний карбон	Московский
			Башкирский
	Миссисипский	Нижний карбон	Серпуховский
			Визейский
			Турнейский

На протяжении всего карбона южный материк Гондвана все ближе подходил к более северной Лавразии, что и закончилось к концу каменноугольного периода их частичным воссоединением. Перед столкновением под воздействием приливных сил Гондвану развернуло по часовой стрелке так, что та ее восточная часть, которая впоследствии дала основу для создания Индии, Австралии и Антарктиды, сместилась южнее, а западная ее часть, из которой позже вышли нынешние Африка и Южная Америка оказалась на севере. Результатом данного поворота стало образование в восточном полушарии океана Тетиса, и исчезновение старого океана Реи. Одновременно с этими процессами происходило схождение более малых континентальных элементов Балтики и Сибири, пока, наконец, океан между ними полностью не прекратил свое существование, а данные континенты не столкнулись. Все это континентальное перестроение сопровождалось возникновением новых горных массивов и бурной вулканической деятельностью.

К началу каменноугольного периода прибрежный горный ландшафт, не дававший проходить влажным воздушным массам на территорию материков, и обусловивший в девоне на обширных частях суши жару и засуху, вследствие наступления морей, размыло и обрушило в водные пучины. Вследствие этого по всей территории континентов установился теплый и влажный климат, сродни нынешнему тропическому, что способствовало дальнейшему развитию и процветанию на планете органической жизни.

Осадконакопление в каменноугольном периоде

Осадочные отложения морей в каменноугольном периоде формировались из глины, песчаника, известняков, сланцев и породами вулканогенной деятельности. На суше накапливались глина, песчаник и в незначительном количестве прочие породы. В некоторых областях суши, а именно в местах разрастания карбоновых лесов, основными осадочными породами на данном этапе служил уголь, в честь чего и был назван данный период.

Интенсивные горообразовательные процессы, сопровождавшиеся активной вулканической деятельностью, послужили причиной выброса в атмосферу планеты огромных масс вулканического пепла, которые распределившись по суше, послужили превосходным удобрением для почвы каменноугольного периода . Это создало предпосылки для того, чтобы первобытные леса, оторвавшись наконец от влажных болот, лагун и прочих прибрежных участков стали продвигаться вглубь континентов. Углекислый газ, активно выбрасывавшийся из недр земли в течение вулканических процессов, также способствовал все большему разрастанию зелени. А вместе с лесными массивами двигалась вглубь материков наземная и живность.

Рис. 1 - Животные каменноугольного периода

Но начать стоит все же с родоначальников всего живого - океанических, морских глубин и прочих водоемов.

Подводные животные каменноугольного периода были еще разнообразней, чем в девоне. Получили широкое развитие фораминиферы разных видов, позже к середине периода распространились швагерины. В основном они и являлись основным источником накопления известняков. Среди кораллов шло вытеснение хететидами табулят, коих к завершению каменноугольного периода почти совсем не осталось. Необычайно развились и плеченогие моллюски. Среди них наиболее заметны продуктиды и спирефериды. В некоторых местах морское дно сплошь было усеяно морскими ежами. Также большие участки донных равнин поросли зарослями криноидей. Особенно многочисленны в данное время и конодонты. Головоногие моллюски в карбоне в основном были представлены отрядом аммоноидей, имеющих простое строение перегородок, к коим можно было отнести, к примеру, гониатитов и агониатитов, чьи лопастные линии и скульптура раковин претерпела ряд эволюционных усовершенствований, став значительно более сложной. А вот наутилоидеи в карбоне не прижились. К концу периода почти все они исчезли, остались только некоторые разновидности наутилусов, которые благополучно дожили и до наших дней. Получили толчок в развитии и всевозможные гастроподы и двустворки, причем последние заселили не только морские глубины, но и перебрались в пресноводные внутриконтинентальные реки и озера.

В каменноугольном периоде вымерли почти все трилобиты, еще несколько периодов назад безраздельно властвовавшие на всей территории водного мира и ставшие свидетелями зарождения наземной жизни. Это случилось по двум основным причинам. Строение тела трилобитов было по сравнению с другими жителями глубин ущербным и отставшим в развитии. Панцири не могли защитить их мягкие брюха, а органы нападения и защиты они с течением времени так и не отрастили, из-за чего зачастую и становились добычей акул и прочих подводных хищников. Второй причиной явились необычайно развывшиеся и размножившиеся моллюски, которые употребляли в пищу то же, что и они. Зачастую прошедшая армия моллюсков уничтожала на своем пути все съестное, обрекая тем самым незадачливых и беспомощных трилобитов на голодную смерть. Некоторые виды трилобитов до последнего держались за существования, научившись по типу нынешних броненосцев сворачиваться в твердый хитиновый клубок. Но к тому времени многие хищные рыбы каменноугольного периода до такой степени развили свои челюсти, что перекусить какой-то хитиновый шарик им особого труда не составляло.

А на суше в это время был рай для насекомых . И не смотря на то, что многие из древних их видов, которые вели свой род еще от ответвившихся разновидностей ордовикских трилобитов, в Верхнем карбоне вымерли, это послужило всплеску возникновения еще большего разнообразия насекомых. Пока в лужах и болотной слякоти плодились разнообразные скорпионы и ракообразные, их обновленные сородичи интенсивно осваивали воздушное пространство. Самые меньшие из летающих насекомых были 3-х сантиметровой длины, в то время как размах крыльев некоторых стенодиктий и стрекоз-меганевр достигал 1 метра (рис. 2). Примечательно, что тело древней стрекозы меганевры состояло из 21-го сегмента, 6 из которых приходились на голову, 3 - на грудь, 11 - на брюшко, а оконечный сегмент весьма смахивал на шиловидный хвост далеких сородичей - трилобитов. Насекомое имело множество пар сегментированных ног, при помощи которых как ходило, так и прекрасно плавало. Меганевры рождались в воде и до некоторых пор вели жизнь трилобитов, пока не наставал процесс линьки, после которого насекомое возрождалось уже в своем новом стрекозоподобном обличье.

Рис. 2 - Меганевр (насекомое каменноугольного периода)

От вымерших древних прямокрылых произошли не только стрекозы, но и первые термиты, эвриптерусы дали начало муравьям. Но как бы то ни было, почти все насекомые каменноугольного периода могли размножаться только в воде, а потому были привязаны к морским побережьям, внутриконтинентальным рекам, морям, озерам и болотистым местностям. Для насекомых, живущих у небольших водоемов, засуха превращалась в настоящую катастрофу.

А в это время морские глубины заполонило сонмище разновидностей хищных рыб и акул (рис. 3). Конечно, до акул настоящих времен им было еще далеко, но как бы то ни было для морей тех времен они были настоящими машинами убийства. Их размножение порой доходило до того, что им не чего становилось есть, поскольку всю живность в округе они уже истребили. Тогда они начинали охотиться друг за другом, что вынуждало их обрастать в целях защиты всевозможными острыми шипами, отращивать дополнительные ряды зубов для более эффективного нападения, а некоторые даже стали менять строение челюстей, превращая голову то во всевозможные мечи, то даже в пилы. Вся эта армия хищников в результате активного размножения привела к перенаселению морей, вследствие чего хищники каменноугольного периода , словно нынешняя саранча, истребили всех моллюсков со сравнительно мягкими раковинами, одиночных кораллов, трилобитов и прочих обитателей водных бассейнов.

Опасность умереть от челюстей акул послужила еще одним стимулом переселения водной живности на сушу. Продолжали выбираться на сушу и прочие виды эмалевочешуйчатых кистеперых рыб, живших в пресноводных водоемах. Они превосходно прыгали по побережью, питаясь мелкими насекомыми. И, в конце концов, жизнь окончательно выплеснулась на просторы суши.

Рис. 3 - Акула каменноугольного периода

Древние земноводные пока могли жить лишь у кромки воды, поскольку все еще для размножения откладывали икру в водоемах. Их скелеты еще не были полностью костяными, но это не мешало некоторым разновидностям в размерах вырастать до 5-ти метровой длины. В результате размножившиеся стегоцефалы стали давать разновидности. Многие строением напоминали тритонов и саламандр. Появлялись и безногие змеевидные виды. Земноводные отличны тем, что их череп, не считая рта, имел не 4, а 5 отверстий - 2 для глаз, 2 для ушей и 1 посреди лба - для теменного глаза, который впоследствии за ненадобностью превратился в шишковидную железу и стал придатком головного мозга. Спины земноводных были голыми, а на брюхе вырастала мягкая чешуя.

Растительный мир каменноугольного периода (рис. 4) составляли уже значительно развившиеся к его началу папоротники, плауны и членистостебельные. Ближе к концу периода стали появляться первые хвощевидные.

Некоторые плауновидные в высоту достигали до 40 м. при 2-х метровой ширине начального ствола. Годичных колец их древесина еще не содержала, зачастую это попросту был пустой ствол, сверху разветвлявшийся густой кроной. Листья хвощевых порой достигали метровой длины, а почки растений развивались на их концах. На то время данный вид размножения был весьма оправдан, и растения развивались с огромной интенсивностью. Видов плаунов было чрезвычайно много, были и плаунообразные лепидодендроны, ствол которых был разграничен на ромбовидные отделы и стиглярии, с шестигранными разграничениями. Ствол из вообще не имел разветвления, на нем вырастали лишь споронгии для размножения.

Членистостебельные породили две основных разновидности - каламиты и клинолистые. Клинолистые росли в прибрежных зонах в воде, держась на ней при помощи стеблевых разветвлений в нижней части. Листья их вырастали прямо из стебля, редко чередуясь с почковидными споросодержащими образованиями. Впервые они появились в среднем карбоне, но не смогли пережить пермский период, во время которого все вымерли.

Рис. 4 - Растения каменноугольного периода

Каламиты имели древовидное строение и достигали 30-ти метровой высоты. Некоторые из них во второй половине каменноугольного периода начали отращивать из стебля боковые ветви, их древесина обзавелась кольцами. Многие прибрежные или болотистые участки так зарастали данными растениями, что превращались в непролазную чащу, плоть до крон забитую падшими отмершими предшественниками. Порой целыми десятками они валились в болотистую жижу, оседая там на дно и все больше спрессовываясь.

Обильно размножались и папоротники. Вообще в пору влажного и теплого климата каменноугольного периода размножение при помощи спор давало поразительные результаты. Леса разрастались до такой степени, что отмершие растения уже не в состоянии были падать на землю, для этого попросту не было места, и они так и оставались торчать между живыми растениями. Со временем внутренний лесной массив начинал походить на гигантскую древесную губку. Бактерии уже не справлялись с таким количеством древесины, а потому медленно прессующаяся и оседающая вниз древесина так и оставалась в своем первоначальном виде, с годами превращаясь в каменноугольный концентрат. А новые растения, тем временем, вырастали прямо поверх своих «спрессованных» предков, что и послужило гигантским накоплениям антрацита.

К концу каменноугольного периода с появлением первых хвощевых земля покрылась травянистым покровом. Папоротниковые дали разновидность древовидным формам, впоследствии ставшим размножаться семенами. Но голосеменных карбона известно не так много, слишком огромна была конкуренция со стороны плауновых, папоротниковых и членистостебельных. Но их преимуществом было в том, что они имели обширную корневую систему, гораздо более эффективную и разветвленную, чем у прочих растений каменноугольного периода , вследствие чего могли расти на значительном расстоянии от водоема. Впоследствии эти растения все дальше начали отдаляться от воды, заселяя все более обширные области суши.

Также во времена карбона стали появляться первые грибы и растения моховидного типа.

Полезные ископаемые каменноугольного периода

Основным полезным ископаемым каменноугольного периода является каменный уголь . За 60 млн. лет древесных осадочных пород скопилось столько, что «черного золота» хватит еще на многие десятки, если не сотни лет. Также к карбону можно приписать половину всех земных запасов нефти. В незначительных количествах в отдельных районах земли образовались залежи бокситов (Северо-Онежск), медных руд (Джесказган) и свинцово-цинковых отложений (хребет Каратау).

Каменноугольный период (карбон), пятый период палеозойской эры. Продолжался около 74 млн. лет. Начался 360 млн. лет назад, завершился 286 млн. лет назад. Континенты в этом периоде в основном были собраны в два массива – Лавразию на севере и Гондвану на юге. Гондвана двигалась к Лавразии, и в областях контакта этих плит происходило вздымание горных массивов.

Возникновение лесов стало возможным благодаря тому, что в карбоне началось новое наступление моря на сушу. Громадные пространства материков в Северном полушарии превратились в заболоченные низины, а климат по-прежнему оставался жарким. В таких условиях растительность развивалась необыкновенно быстро. Лес каменноугольного периода выглядел довольно мрачно. Под кронами громадных деревьев царили духота и вечный полумрак. Почва представляла собой топкие трясины, насыщавшие воздух тяжелыми испарениями. В чащах каламитов и сигиллярий барахтались неуклюжие твари, напоминающие с виду саламандр, но во много раз превосходящие их размерами - древние амфибии.

Морской животный мир карбона характеризовался разнообразием видов. Чрезвычайно распространенными были фораминиферы, в частности фузулиниды с веретеновидными раковинами величиной с зерно.
В среднем карбоне появляются швагерины. Их шаровидная раковина была величиной с небольшую горошину. Из раковин фораминифер позднего карбона в отдельных местах образовались залежи известняков.
Среди кораллов еще встречались немногочисленные роды табулят, но начинали преобладать хететиды. Одиночные кораллы нередко имели толстые известковые стенки, Колониальные кораллы образовывали рифы.
В это время интенсивно развиваются иглокожие, в частности морские лилии и морские ежи занимавшие 4% всех родов карбона. Многочисленные колонии мшанок иногда образовывали мощные известняковые отложения.

Чрезвычайно развились плеченогие моллюски их разнообразие достигло 11% всех родов карбона. В частности продуктусы, по приспособляемости и географическому распространению намного превосходившие всех встречающихся на Земле плеченогих. Величина их раковин достигала 30 см в поперечнике. Одна створка раковины была выпуклой, а другая - в виде плоской крышечки. Прямой удлиненный замочный край часто имел полые шипы. У некоторых форм продуктусов шипы в четыре раза превышали диаметр раковины. С помощью шипов продуктусы держались на листьях водных растений, переносивших их по течению. Иногда своими шипами они прикреплялись к морским лилиям или водорослям и жили возле них в висячем положении. У рихтофений одна створка раковины преобразовалась в рог длиной до 8 см.

Морская лилия. Фото: spacy000

В озерах каменноугольного периода появляются – членистоногие (ракообразные, скорпионы, насекомые) включающие в себя 17% всех родов карбона. Появившиеся в карбоне насекомые заняли 6% всех родов животных.
Насекомые карбона были первыми существами, поднявшимися в воздух, причем сделали они это на 150 млн лет раньше птиц. Первопроходцами стали стрекозы. Вскоре они превратились в "королей воздуха" каменноугольных болот. Затем их примеру последовали бабочки, мотыльки, жуки и кузнечики.
Карбоновые насекомые обладали признаками многих родов современных насекомых, поэтому отнести их к какому-либо одному известному нам теперь роду невозможно. Несомненно, предками насекомых каменноугольного периода были ордовикские трилобиты. У девонских и силурийских насекомых было много общего с некоторыми их предками. Они играли уже значительную роль в животном мире.

Значительное развитие в каменноугольный период получили плауновидные, членистостебельные и папоротниковые, давшие большое количество древовидных форм. Древовидные плаунообразные достигали 2 м в диаметре и 40 м в высоту. У них еще не было годичных колец. Пустой ствол с мощной разветвленной кроной надежно удерживался в рыхлой почве большим корневищем, разветвлявшимся на четыре главные ветви. Эти ветви в свою очередь дихотомически разделялись на корневые отростки. Их листья, до метра в длину, густыми султанообразными пучками украшали концы ветвей. На концах листьев располагались почки, в которых развивались споры. Стволы плаунообразных были покрыты чешуей – рубцами. К ним прикреплялись листья.

В этот период были распространены гигантские плаунообразные – лепидодендроны с ромбическими рубцами на стволах и сигиллярии с шестигранными рубцами. В отличие от большинства плаунообразных у сигиллярий был почти неразветвленный ствол, на котором вырастали спорангии. Среди плаунообразных были и травянистые растения, полностью вымершие в пермский период.

Членистостебельные растения разделяются на две группы: клинолистые и каламиты. Клинолистые являлись водными растениями. У них был длинный, членистый, слегка ребристый стебель, к узлам которого кольцами прикреплялись листья. Почковидные образования содержали споры. На воде клинолистые держались с помощью длинных разветвленных стеблей, похожих на современный водяной лютик. Клинолистые появились в среднем девоне и вымерли в пермский период.

Каламиты были древовидными растениями до 30 м высотой. Они образовывали болотные леса. Некоторые виды каламитов проникли далеко на материк. Их древние формы имели дихотомические листья. Впоследствии преобладали формы с простыми листьями и годичными кольцами. Эти растения имели сильно разветвленное корневище. Нередко из ствола вырастала дополнительные корни и ветви, покрытые листьями.
В конце карбона появляются первые представители Хвощевых – небольшие травянистые растения. Среди карбоновой флоры видную роль играли папоротники, в частности травянистые, но своему строению напоминавшие псилофитов, и настоящие папоротники – большие древовидные растения, корневищем закреплявшиеся в мягком грунте. У них был шершавый ствол с многочисленными ветвями, на которых росли широкие папоротниковидные листья.

Голосеменные карбоновых лесов относятся к подклассам семенных папоротников и стахиоспермид. Их плоды развивались на листьях, что является признаком примитивной организации. В то же время у линейных или ланцетных листьев голосеменных было довольно сложное жилкование. Наиболее совершенные растения карбона – кордаиты. Их цилиндрические безлистые стволы до 40 м, высотой разветвлялись. Ветви имели на концах широкие линейные или ланцетные листья с сетчатым жилкованием. Мужские спорангии (микроспорангии) имели вид почек. Из женских спорангиев развивались ореховидные плоды. Результаты микроскопического исследования плодов показывают, что эти растения, похожие на цикадовых, являлись переходными формами к хвойным растениям.
В каменноугольных лесах появляются первые грибы, моховидные растения (наземные и пресноводные), образовывавшие иногда колонии, и лишайники. В морских и пресноводных бассейнах продолжают существовать водоросли: зеленые, красные и харовые.

При рассмотрении каменноугольной флоры в целом поражает разнообразие форм листьев древовидных растений. Рубцы на стволах растений на протяжении всей жизни держали длинные, ланцетные листья. Концы ветвей были украшены огромными лиственными кронами. Иногда листья росли по всей длине ветвей.
Другой характерный признак каменноугольной флоры – развитие подземной корневой системы. Сильно разветвленные корни разрастались в илистой почве и из них произрастали новые побеги. Порой значительные площади были изрезаны подземными корнями. В местах быстрого накопления илистых осадков корни удерживали стволы многочисленными побегами. Важнейшая особенность каменноугольной флоры заключается в том, что растения не отличались ритмическим ростом в толщину.

Распространение одних и тех же каменноугольных растений от Северной Америки до Шпицбергена свидетельствует о том, что от тропиков до полюсов господствовал относительно равномерный теплый климат, на смену которому в верхнем карбоне пришел довольно прохладный. В прохладном климате росли голосеменные папоротники и кордаиты. Рост каменноугольных растений почти не зависел от времен года. Он напоминал рост пресноводных водорослей. Времена года, вероятно, мало отличались друг от друга.
При изучении "каменноугольной флоры можно проследить эволюцию растений. Схематически она выглядит следующим образом: бурые водоросли – папоротники-псилофнты-птеридоспермиды (семенные папоротники) – хвойные.
Отмирая, растения каменноугольного периода падали в воду, их заносило илом, и, пролежав миллионы лет, они постепенно превратились в уголь. Каменный уголь образовывался изо всех частей растения: древесины, коры, ветвей, листьев, плодов. В уголь превращались и остатки животных.

Цимбал Владимир Анатольевич - любитель и коллекционер растений. Много лет занимается морфологией, физиологией и историей растений, ведет просветительскую работу.

В своей книге автор приглашает нас в удивительный и порой загадочный мир растений. Доступно и просто даже для неподготовленного читателя в книге рассказывается о строении растений, законах их жизнедеятельности, об истории растительного мира. В увлекательной, почти детективной форме, автор говорит о многих загадках и гипотезах, связанных с изучением растений, с их возникновением и развитием.

Книга содержит большое количество рисунков и фотографий автора и рассчитана на широкий круг читателей.

Все рисунки и фотографии в книге принадлежат автору.

Издание подготовлено при поддержке Фонда Дмитрия Зимина «Династия».

Фонд некоммерческих программ «Династия» основан в 2001 году Дмитрием Борисовичем Зиминым, почетным президентом компании «Вымпелком». Приоритетные направления деятельности Фонда - поддержка фундаментальной науки и образования в России, популяризация науки и просвещение.

«Библиотека Фонда „Династия“» - проект Фонда по изданию современных научно-популярных книг, отобранных экспертами-учеными. Книга, которую вы держите в руках, выпущена под эгидой этого проекта.

Более подробную информацию о Фонде «Династия» вы найдете по адресу www.dynastyfdn.ru.

На обложке - Гинкго двулопастной (Ginkgo biloba) на фоне отпечатка листа вероятного предка гинкговых - псигмофиллума распростёртого (Psygmophyllum expansum).

Книга:

<<< Назад

Вперед >>>

Разделы на этой странице:

Следующий период в истории Земли - каменноугольный или, как его часто называют, карбон. Не надо думать, что, по каким-то волшебным причинам, смена названия периода влечёт за собой изменения в растительном и животном мире. Нет, растительные миры раннего карбона и позднего девона мало чем отличаются. Ещё в девоне появились высшие растения всех отделов, кроме покрытосеменных. На каменноугольный период приходится их дальнейшее развитие и расцвет.

Одно из важных событий, произошедшее в каменноугольном периоде - возникновение разных растительных сообществ в разных географических областях. Что это означает?

В начале карбона трудно найти разницу между растениями Европы, Америки, Азии. Разве что есть некоторые незначительные отличия между растениями северного и южного полушарий. Но к середине периода чётко выделяются несколько областей со своим собственным набором родов и видов. К сожалению, до сих пор очень распространено мнение, что карбон - время повсеместно тёплого влажного климата, когда всю Землю покрывали леса из огромных, до 30 м высотой, плауновидных - лепидодендронов и сигиллярий, и огромных древовидных «хвощей» - каламитов и папоротников. Вся эта роскошная растительность росла в болотах, где, после смерти, и образовывала залежи каменного угля. Ну ещё, для полноты картины, надо добавить гигантских стрекоз - меганевр и двухметровых растительноядных сороконожек.

Всё было не совсем так. Точнее, так было далеко не везде. Дело в том, что в карбоне, как и сейчас, Земля была такой же шарообразной и так же вращалась вокруг своей оси и обращалась вокруг Солнца. А значит, и тогда на Земле вдоль экватора проходил пояс жаркого тропического климата, а ближе к полюсам бьцю прохладнее. Более того, в отложениях конца карбона в южном полушарии найдены несомненные следы очень мощных ледников. Почему же даже в учебниках нам всё ещё рассказывают о «тёплом и влажном болоте»?

Такое представление о каменноугольном периоде сложилось ещё в XIX веке, когда палеонтологам и, в частности, палеоботаникам, были известны окаменелости лишь из Европы. А Европа, как и Америка, в каменноугольном периоде как раз и находилась в тропиках. Но судить о растительном и животном мире лишь по одному тропическому поясу, мягко говоря, не совсем правильно. Представьте себе, что какой-нибудь палеоботаник через много миллионов лет, раскопав остатки нынешней растительности тундры, сделает доклад на тему «Растительный мир Земли четвертичного периода». По его докладу получится, что мы с вами, дорогой читатель, живём в крайне суровых условиях. Что всю Землю покрывает крайне бедный растительный мир, состоящий в основном из лишайников и мхов. Лишь кое-где несчастные люди могут наткнуться на карликовую берёзу да редкие кустики голубики. После описания столь безрадостной картины наш далёкий потомок обязательно сделает вывод, что на Земле повсеместно господствовал очень холодный климат, и решит, что причина этого - в низком содержании углекислого газа в атмосфере, в низкой вулканической активности или, на крайний случай, в каком-нибудь очередном метеорите, сдвинувшем земную ось.

К сожалению, таков обычный подход к климатам и обитателям далёкого прошлого. Вместо того, чтобы попытаться собрать и изучить образцы ископаемых растений из разных районов Земли, выяснить, какие из них росли в одно время, и проанализировать полученные данные, хотя, конечно, это сложно и требует значительных затрат сил и времени, человек стремится распространить те знания, которые он получил, наблюдая за ростом комнатной пальмы в гостиной, на всю историю растений.

Но мы всё же отметим, что в каменноугольном периоде, примерно в конце раннего карбона, учёные уже выделяют, по крайней мере, три крупных области с отличающейся растительностью. Это область тропическая - Еврамерийская, северная внетропическая - Ангарская область или Ангарида и южная внетропическая - Гондванская область или Гондвана. На современной карте мира Ангарида называется Сибирью, а Гондвана - это объединённые Африка, Южная Америка, Антарктида, Австралия и полуостров Индостан. Еврамерийская же область - это, как видно из названия, Европа вместе с Северной Америкой. Растительность этих областей сильно различалась. Так, если в Еврамерийской области господствовали споровые растения, то в Гондване и Ангариде, начиная с середины карбона - голосеменные. Более того, разница во флорах этих областей возрастала в течение всего карбона и в начале пермского периода.

Рис. 8. Кордаит. Возможный предок хвойных растений. Каменноугольный период.

Какие ещё важные события произошли в растительном царстве каменноугольного периода? Обязательно надо отметить появление первых хвойных в середине карбона. Когда мы говорим о хвойных растениях, на ум автоматически приходят наши привычные сосны и ели. Но хвойные карбона были немного другими. Это были, видимо, невысокие, до 10 метров, деревья; по внешнему виду они чуть-чуть напоминали современные араукарии. Строение их шишек было другим. Росли эти древние хвойные, вероятно, в относительно сухих местах, и произошли от… пока неизвестно каких предков. Опять же, принятая почти всеми учёными точка зрения по этому вопросу такова: хвойные произошли от кордаитов. Кордаиты, появившиеся, видимо, в начале каменноугольного периода, и тоже произошедшие непонятно от кого, - весьма интересные и своеобразные растения (рис. 8). Это были деревья с кожистыми, собранными в пучки на концах побегов ланцетовидными листьями, иногда очень большими, до метра длиной. Органы размножения кордаитов представляли собой длинные тридцатисантиметровые побеги с сидящими на них мужскими или женскими шишками. Надо отметить, что кордаиты были очень разными. Были и высокие стройные деревья, были и обитатели мелководий - растения с хорошо развитыми воздушными корнями, похожие на современных обитателей мангровых зарослей. Были среди них и кустарники.

В карбоне же найдены и первые остатки саговниковых (или цикадовых) - голосеменных растений, немногочисленных сегодня, но весьма распространённых в следующую за палеозойской, мезозойскую эру.

Как видите, будущие «завоеватели» Земли - хвойные, цикадовые, некоторые птеридоспермы долго существовали под пологом каменноугольных лесов и копили силы для решающего наступления.

Вы конечно же обратили внимание на название «семенные папоротники». Что это за растения? Ведь если есть семена - значит, растение не может быть папоротником. Всё верно, название это, возможно, не очень удачное. В конце концов, не называем же мы земноводных «рыбами с ногами». Но название это очень хорошо показывает то замешательство, которое испытали учёные, открывшие и изучавшие эти растения.

Предложили это название в начале XX века выдающиеся английские палеоботаники Ф. Оливер и Д. Скотт, которые, изучая остатки растений каменноугольного периода, считавшиеся папоротниками, обнаружили, что к листьям, похожим на листья современных папоротников, прикреплялись семена. Семена эти сидели на концах пёрышек или прямо на рахисе листа, как у листьев рода Alethopteris (фото 22). Потом выяснилось, что большинство растений каменноугольных лесов, которые ранее принимались за папоротники - семенные растения. Это был хороший урок. Во-первых, это означало, что в прошлом жили растения совершенно не похожие на современные, а во-вторых, учёные поняли, насколько обманчивы могут быть внешние признаки сходства. Оливер и Скотт дали этой группе растений название «птеридоспермы», что в переводе и означает «семенные папоротники». Названия же родов с окончанием - pteris (в переводе - перо), которые по традиции давались листьям папоротников, остались. Так и обзавелись листья голосеменных «папоротниковыми» именами: Alethopteris, Glossopteris и многими другими.

Фото 22. Отпечатки листьев голосеменных растений Alethopteris (алетоптерис) и Neuropteris (невроптерис). Каменноугольный период. Ростовская область.

Но хуже было то, что после открытия птеридоспермов всех голосеменных, не похожих на современные, стали относить к семенным папоротникам. Туда отнесли и пельтаспермовых, группу растений с семенами, прикреплёнными к зонтиковидному диску - пельтоиду (от греч. «пельтос» - щиток) с его нижней стороны, и кейтониевых, у которых семена были спрятаны в закрытой капсуле и даже глоссоптерид. В общем, если растение было семенным, но не «лезло» ни в одну из существующих групп, то его тут же причисляли к птеридоспермам. В результате почти всё огромное многообразие древних голосеменных оказалось объединённым под одним названием - птеридоспермы. Если следовать такому подходу, то, без сомнения, надо отнести и современные гинкго, и саговниковые к семенным папоротникам. Сейчас семенные папоротники большинством палеоботаников считаются сборной, формальной группой. Тем не менее, класс Pteridospermopsida существует и сейчас. Но мы с вами условимся называть птеридоспермами лишь голосеменные с одиночными семенами, прикреплёнными непосредственно к перисто-рассечённому папоротниковидному листу.

Есть ещё одна группа голосеменных растений, появившаяся в карбоне - глоссоптериды. Эти растения покрывали просторы Гондваны. Остатки их найдены в отложениях среднего и позднего карбона, а также перми на всех южных материках, включая Индию, которая тогда находилась в южном полушарии. Об этих своеобразных растениях мы поговорим подробнее чуть позже, так как время их расцвета - следующий за каменноугольным пермский период.

Листья этих растений (фото 24) были похожи, на первый взгляд, на листья еврамерийских кордаитов, хотя у ангарских видов они, как правило, меньшего размера и отличаются микроструктурными признаками. Но вот органы размножения отличаются коренным образом. У ангарских растений органы, которые несли семена, напоминают больше шишки хвойных, хотя и весьма своеобразного вида, не встречающегося сегодня. Раньше эти растения, войновскиевые, относили к кордаитам. Сейчас их выделяют в отдельный порядок, а в недавней публикации «Великий перелом в истории растительного мира» С. В. Наугольных помещает их даже в отдельный класс. Таким образом, в отделе голосеменных, наряду с уже перечисленными классами, такими как хвойные или саговниковые, появляется ещё один - войновскиевые. Появились эти своеобразные растения в конце карбона, но широко разрослись практически по всей территории Ангариды в пермском периоде.

Фото 23. Ископаемые семена войновскиевых. Нижняя пермь. Приуралье.

Фото 24. Отпечатки листьев войновскиевых.

Что ещё надо сказать о каменноугольном периоде? Ну, пожалуй, то, что название своё он получил по той причине, что основные запасы каменного угля в Европе сформировались именно в это время. Но в других местах, в частности, в Гондване и Ангариде, месторождения каменного угля образовались, в большинстве своём, в следующем, пермском периоде.

Вообще говоря, растительный мир каменноугольного периода был очень богат, интересен и разнообразен и, наверняка, заслуживает более подробного описания. Ландшафты каменноугольного периода должны были выглядеть совершенно фантастически и непривычно для нас. Благодаря художникам, таким как З. Буриан, которые изобразили миры прошлого, мы можем представить сейчас леса карбона. Но, зная чуть больше о древних растениях и климате тех времён, мы можем вообразить себе и другие, совершенно «инопланетные» пейзажи. Например, леса из небольших, в два - три метра высотой, стройных прямых древовидных плаунов полярной ночью, недалеко от северного полюса того времени, на нынешнем крайнем северо-востоке нашей страны.

Вот как описывает С. В. Мейен в своей книге «Следы трав индейских» эту картину: «Наступала тёплая арктическая ночь. В этой темноте и стояли заросли плауновидных.

Странный ландшафт! Трудно представить себе его… По берегам рек и озёр тянется унылая щётка из палок разной величины. Некоторые завалились. Вода подхватывает их и несёт, сбивает кучами в заводях. Местами щётка прерывается зарослями папоротниковидных растений с округлыми листьями-пёрышками… Осеннего листопада, наверное, ещё не было. Вместе с этими растениями никогда не встретишь ни косточки какого-нибудь четвероногого, ни крылышка насекомого. Тихо было в зарослях».

Но у нас впереди ещё много интересного. Давайте же поспешим дальше, в последний период палеозойской эры, или эры древней жизни, - в пермь.

<<< Назад

Вперед >>>

Каменноугольный период – период Земли, когда на ней зазеленели леса из настоящих деревьев. На Земле уже существовали травянистые растения и растения, напоминающие кусты. Однако сорокаметровые гиганты со стволами до двух метров в толщину появились только теперь. Они имели мощные корневища, позволяющие деревьям прочно удерживаться в мягкой, пропитанной влагой почве. Концы их ветвей украшали пучки перистых листьев метровой длины, на кончиках которых вырастали плодовые почки, а затем развивались споры.
Возникновение лесов стало возможным благодаря тому, что в карбоне началось новое наступление моря на сушу. Громадные пространства материков в Северном полушарии превратились в заболоченные низины, а климат по-прежнему оставался жарким. В таких условиях растительность развивалась необыкновенно быстро. Лес каменноугольного периода выглядел довольно мрачно. Под кронами громадных деревьев царили духота и вечный полумрак. Почва представляла собой топкие трясины, насыщавшие воздух тяжелыми испарениями. В чащах каламитов и сигиллярий барахтались неуклюжие твари, напоминающие с виду саламандр, но во много раз превосходящие их размерами - древние амфибии.
Кордаиты
Кордаиты размножались семенами, которые вызревали в особых органах - стробилах, собранных в сережки. Эти сережки были прообразом настоящих цветков, которые появились намного позже.Потомки плаунов, лепидодендроны имели рубчатый ствол с корой, пронизанной сетью воздухоносных каналов. Рубцы на стволах были следами опавших листьев и сохраняли ромбовидную форму. А у сигиллярий, покрытых листвой, напоминающей щетину, рубцы на стволах были шестигранными. Годовых колец древесина этих растений еще не имела, так как не было заметных различий между сезонами.

Каламиты
В воздухе, тяжелом от влаги, проносились исполинские, с размахом крыльев до метра, хищные стрекозы; громадные пауки, похожие на современных сенокосцев, прятались в темноте, поджидая добычу. Скорпионы и тараканы размером с комнатную собачку попадались на каждом шагу.Насекомые карбона имели в своем строении много общего с трилобитами. Но произошли они не от трилобитов, а от наземных членистоногих. Небывалого расцвета каменноугольного периода папоротники достигли. Они встречались повсеместно - и в лесах, и на лугах. Это были растения каменноугольного периода самых разнообразных форм и окраски от светло-зеленой до почти черной. Многие из них стали могучими деревьями с толстым стволом и густой перистой кроной.
Ни раньше, ни позже на Земле не было такого разнообразия растительности, какого имела флора каменноугольного периода. Но, как и все живое, растения каменноугольного периода заканчивали развитие и погибали. Их остатки попадали в мелкую воду лагун, затягивались илом, и в этих скоплениях органических веществ начинали свою неспешную работу различные микроорганизмы. Растительные остатки подвергались брожению, выделялось большое количество газа, а органические вещества обугливались.
Спустя миллионы лет растения карбоновых лесов превратились в уголь самых разных видов. Там, где раньше были заросли хвощей, ныне добывают уголь с высоким содержанием серы; из водорослей и водных растений образовались пласты углей с высоким содержанием парафина. Жирные угли, угли с длинным пламенем, коксующиеся - сорта угля зависят от состава растений, из которых они образовались.
С течением времени угольные пласты покрывались слоями глины и сланцев, и на многих из них прекрасно сохранились отпечатки листьев, веток, семян и других органов растений каменноугольного периода. Месторождения угля теперь напоминают грандиозный слоеный пирог, занимающий целые регионы суши.

Саговники
В пермском периоде появились саговники - небольшие деревца с пучками листьев на вершине. Их семена уже вызревали в шишках, похожих на еловые и кедровые.
Пермские араукарии
Легче всего справлялись с засухой араукарии, очень похожие на те, что растут сейчас вблизи побережья Австралии, и древние сосны.
Фауна каменноугольного периода. Карбон характеризируется появлением беспозвоночных животных. Среди таких отметим фораминефера и легочного гастропода. Также отметим начало жизни позвоночных, в частности это касается рептилий. Параллельно с этим вымерли некоторые виды, такие как моллюски, граптолиты и иглокожие.
Поговорим о такой большой группе как рептиломорфы. Лишь некоторые виды давали предпочтение воде, тогда как все остальные обитали на суше. Многие из этих представителей уже несли яйца, хотя до недавнего времени метали икру. Из скорлупы появлялись на свет готовые животные, которым оставалось лишь достичь оптимальных размеров. Если учитывать каменноугольный период, то эти животные были «царями». Они отличались ушами и ноздрями. Самыми крупными особями были офиакодонты, длина их тела составляла 1,3 м. По облику чем-то напоминали современных ящериц.

Еще большие размеры имели эдафозавры. Это крупные травоядные позвоночные. Некоторые из них отличались раскладным парусом, который помогал животному контролировать температуру. Длина таких зверей достигала отметки 3,5 метра, а масса равнялась 300 кг.
Не менее интересным был подводный животный мир. 11 % всех имеющихся родов составляли кистеперые рыбы. Чаще всего встречались целаканты и тетраподоморфы. Через некоторое время появились хрящевые рыбы, которые как раз и победили в конкуренции у кистевых. Большинство из них принадлежало подклассу пластичатожаберных. Кстати акул на то время было довольно немного по сравнению с другими животными каменноугольного периода. Хотя стоит учесть тот факт, что тогда они имели совершенно другое строение. Потому и не могли вытеснить своих соседей.
К счастью людей, сегодня уже нет зубной спирали, которые обитали в каменноугольный период. Это подводное животное характеризовалось длинным выростом, выходившим из нижней челюсти. По всей его площади росли зубы, которые и сворачивались в спираль. Палеонтологи не знают какую роль играла данная часть тела. Есть предположение, согласно которому данная спиралька выстреливала, а добыча насаживалась на зубы. Хотя так никто к единому мнению и не пришел, потому вопрос по этой теме всегда будет обсуждаться.

Также нельзя оставлять в стороне и ксенакантидов, которые представляли отряд акул. Их размеры были довольно небольшими, максимальная длина составляла 3 м. Больше всего исследователям удалось добыть информации о плевраканте. Известно, что они обитали в пресных водах Америки, Европы и Австралии. Несмотря на свои сравнительно небольшие габариты предоставляли угрозу акантодиям. Расчленял рыб при помощи своих острых зубов. Поймать особь было не тяжело, поскольку данный вид проживал в стае. Ученые считают, что между отложенными яйцами была перепонка. Размеры ее были очень маленькие, всего 40 см. Но половина из этой длины занимало рыло. Ученые сами и не знают, какую роль эта часть тела играла в природе. Возможно, ней животное искали пищу ввиду плохого зрения. Данные особи встречались как в соленых водах, так и пресных.
Каменноугольный период внес свои изменения в жизнь насекомых. Ведь именно в карбоне они начали летать. Для сравнения отметим, что птица впервые поднялась в воздух через 150 миллионов лет. Чудесного внешнего вида обрели стрекозы каменноугольного периода. По истечении некоторого времени они стали королями воздуха и встречались зачастую неподалеку от болот. У некоторых особей размах крыльев достигал отметки 90 см. После этого в воздух поднялись бабочки, кузнечики и мотыльки.
Интересно узнать, каким образом насекомые начали летать. Возможно, во влажных частях кухни вы встречали очень маленьких и безвредных насекомых. Так вот они называются чешуйницами. Если бы рассмотрели этих особей под микроскопом, то заметили бы крохотные пластинки, которые схожие на закрылки. Скорее всего, стрекоза смогла расправить пластинку с целью согреться утром. Ну и позже насекомое использовало данную часть тела в полную мощность.
Свою жизнь начали земноводные каменноугольного периода. В процессе эволюции они превратились из кистеперых рыб. С этого момента появился новый класс – пресмыкающиеся. На сегодняшний день чаще всего встречается отряд хвостатых. Они сохранили свой первозданный вид.
Интересные изменения произошли в плане рельефа. Вся суша собралась в 2 материка: Гондвану и Лавразию. Каменноугольный период палеозойской эры характеризируется постоянным сближением этих частей суши поверхности Земли. После их столкновения образовались горные цепи. Отметим и климат каменноугольного периода, который заметно похолодел.

Каменноу́гольный пери́од, или карбо́н (С), - предпоследний (пятый) геологический период палеозойской эры. Начался 358,9 ± 0,4 млн лет назад и закончился 298,9 ± 0,15 млн лет назад. Это доисторический период времени сильно повлиял на человечество, особенно во время промышленной революции. Этот период получил свое название благодаря образованию огромных подземных пластов каменного угля из папоротниковых растений, которые произрастали по всей Азии, Северной Европе и частям Северной Америки в те доисторические времена. Хотя термин «карбоновый» используется для описания периода во всем мире, в США его разделили на Эпоху Миссисипиан и Пенсильванскую эпоху. Термином Миссисипиан называют раннюю часть этого периода, и Пенсильван используется для описания более поздней части этого периода.

Этот период характеризовался климатом, близким к тропическому. Тогда было более тепло и влажно, чем сегодня. Времена года, если они даже и сменялись, их нельзя было визуально разделить друг от друга. Ученые определили это, изучив окаменелые останки растений того периода и поняли, что у них отсутствуют кольца роста, что говорит об очень мягкой смене сезонов. Исследователи поняли, что климат был практически однородным. Теплые морские воды часто затопляли сушу, и многие растения оказывались под водой и превращались в торф после того, как они завершили свой жизненный цикл. Этот торф со временем превратится в уголь, так интенсивно используемый человеком в наше время.

В это время на сущее обитали липидодендральцы, или массивные деревья, и многие из этих видов выростали примерно до 1,5 метров в диаметре (4,5 фута) и около 30 метров в высоту (90 футов). Другие растения, которые существовали в это время, назыввают конными хвостами, известными как Equisetales, а так же клубные мхи, известные как Lycopodiales; папоротники, известные как Filicales; скремблирующие растения, известные как Sphenophyllales; цикады, известные как Cycadophyta; семенные папоротники, известных как Каллистофиталы и хвойные, известные как Вольциалес.

Во время каменноугольного периода Приапулиды впервые появились на сцене жизни. Эти морские черви выросли до больших размеров из-за более высоких концентраций кислорода в атмосфере Земли и из-за влажной болотистой среды. Эти факторы также позволили многоногим существам, известным как Arthropleura, вырастать около 2,6 метра (7,8 фута) в длину. Новые виды насекомых также стали появляться и диверсифицироваться в течение этого периода. Некоторые из них включают в себя гриффин-мухи, известные как Протодоната и драконьи мухи, такие как насекомые, известные как Меганеура. В это время появились ранние тараканы, известные как Dictyoptera.

Жизнь в океанах в течение Каменноугольного периода состояла в основном из различных кораллов (табулированных и руговых), Фораминифер, брахиоподов, остракод, иглокожих и микроконкид. Однако это были не единственные типы морской жизни. Были также губки, Valvulina, Endothyra, Archaediscus, Aviculopecten, Posidonomya, Nucula, Carbonicola, Edmondia и трилобиты.

В начале этого периода глобальная температура была довольно высокой — около 20 градусов по Цельсию (68 градусов по Фаренгейту). К середине периода температура начала охлаждаться примерно до 12 градусов по Цельсию (около 54 градусов по Фаренгейту). Такое охлаждение атмосферы, в сочетании с очень сухими ветрами, привело к исчезновению растительности тропических лесов каменноугольного периода. Именно вся эта погибшая растительность и сформировала целый слой каменного угля на нашей планете.