Кембрийский период. Геологическое развитие и палеогеографические обстановки

Кембрийский период начался около 570 млн лет назад, закончился 505 млн, продолжался кембрий примерно 65 млн. лет. В начале этого периода возникли организмы, обладавшие минеральными скелетами. Появились все типы животных, известные в настоящее время. Долгое время «взрывное» появление жизни в кембрийском периоде ставило в тупик ученых. Относительно недавно была открыта так называемая эдиакарская фауна вендского периода – более древняя, но не имевшая никаких скелетных образований и долгое время остававшаяся скрытой от палеонтологов. Стало ясно, что жизнь возникла не в кембрии, а гораздо раньше, может быть на полтора-два миллиарда лет раньше, а в кембрии организмы «научились» строить минеральные скелеты, которые имеют гораздо больше шансов окаменеть и сохранится в толщах пород, чем мягкие тела животных.
В раннюю эпоху кембрийского периода (кембрий) - около 540 млн. лет назад — мир пережил серьезные перемены. Все континенты ненадолго сошлись вместе, образовав суперконтинент под названием Паннотия. Затем он раскололся. В раннем кембрий — в эпоху, показанную на карте, — один из остатков Паннотии, суперконтинент под названием Гондвана, все еще простирался от полюса до полюса. В него входили современные Китай, Индия, Австралия, Антарктида, Африка и Южная Америка. Помимо этого было два крупных острова, не входивших в этот суперконтинент, — Лаврентия и Сибирь. Растущий срединно-океанический хребет оттолкнул острова от материка и отправил их в долгое путешествие на север.

В позднем кембрие пятьсот миллионов лет назад полюса земли представляли собой удивительное зрелище. В наши дни Северное полушарие (на этой странице оно показано со стороны Северного полюса) большей частью состоит из суши, но 500 млн. лет назад там был сплошной океан, если не считать небольшого фрагмента территории современной России, расположенного вблизи Северного полюса. Еще больше сюрпризов преподносит Южное полушарие. Недалеко от Южного полюса, вблизи побережья Гондваны, находились затопленные континенты Авалония, Иберия и Арморика. Они были удалены на 13 000 км от своего нынешнего местоположения.

Органический мир кембрийского периода хотя и являлся в некотором роде архаичным, но тем не менее поражал обилием сообществ. В кембрии возникли почти все известные типы позвоночных. Богатство особями и систематическое разнообразие организмов вместе с их способностью построения твердого скелета вначале хитиново-фосфатного, а затем и известкового отличают органический мир кембрия от вендского и рифейского. В истории жизни это был настоящий «биологический взрыв».

В это время возникли и в геологическом смысле очень быстро расселились такие скелетные животные, как трилобиты, брахиоподы, гастроподы, губки, археоциаты, радиолярии и др.

42. Органический мир кембрия. «Кембрийский взрыв».

ПРИМЕРНО 30 МИЛЛИОНОВ ЛЕТ НАЗАД, В НАЧАЛЕ КЕМБРИЙСКОЙ ЭПОХИ, НА ЗЕМЛЕ ПРОИЗОШЛО УНИКАЛЬНОЕ СОБЫТИЕ - ВНЕЗАПНО И ПОЧТИ ОДНОВРЕМЕННО ВОЗНИКЛО МНОЖЕСТВО НОВЫХ БИОЛОГИЧЕСКИХ ФОРМ, СТАВШИХ ПРЕДШЕСТВЕННИКАМИ ВАЖНЕЙШИХ ТИПОВ СОВРЕМЕННЫХ ОРГАНИЗМОВ ВПЛОТЬ ДО ЧЕЛОВЕКА.

Первые живые организмы возникли в водной среде. В породах Южной Африки с возрастом 3 - 3,4 млрд лет обнаружены изолированные палочки длиной 0,5 мкм и диаметром 0,2 мкм, нитеподобные образования, шаровидные, дисковидные и многоугольные оболочки однолетних водорослей. Простейшие живые организмы существовали только в водной среде, в условиях тёплого климата.

В целом от докембрийского периода до нас дошли совсем скудные ископаемые остатки. Сделав первый, самый важный шаг, эволюция почему-то затормозилась на целых три миллиарда лет. В это время она ограничивалась лишь изменением и совершенствованием уже существующих видов - микроскопических бактерий и водорослей.

Только в начале кембрия за весьма короткое геологическое время появляется множество видов фауны беспозвоночных. Все они по прежнему оставались обитателями морей. Суша представляла собой пустыню, но органический мир кембрийских мелководий поражает обилием сообществ. В это время живые организмы приобрели твёрдый известковый скелет возникли и очень быстро расселились трилобиты, брахиоподы, губки, радиолярии, археоциаты. Последние представляли собой нечто промежуточное между губкой и кораллом. Особенно процветали трилобиты. Эти древние членистоногие обитали на илистом дне. Они имели плоское тело, покрытое хитиновым панцирем. В конце кембрия появились первые примитивные панцирные позвоночные, похожие на рыб.

Кембрийский взрыв занимает особое место. В отличие от всех прочих катастроф, неизменно связанных с вымиранием тех или иных живых видов, этот взрыв привёл к стремительному появлению множества новых организмов.

Появление новых форм жизни произошло почти одновременно, в течение каких-нибудь трёх-пяти миллионов лет. В геологических масштабах времени это совершенно ничтожный срок - он составляет всего одну тысячную от общей длительности эволюции, что и заставило учёных назвать этот эволюционный скачок «кембрийским взрывом».

«В начале кембрия впервые в истории эволюции возникли многоклеточные организмы современного типа, сложились все основные характеристики тех телесных «планов», по которым эти организмы строятся до сих пор, были заложены предпосылки будущего выхода этих организмов из морей на сушу и завоевания ими всей поверхности Земли», - пишет российский исследователь Рудольф Нудельман.

Среди гипотез, предложенных для объяснения кембрийской загадки, наиболее серьёзной до последнего времени считалась так называемая кислородная. Она основана на предположении, что появление многоклеточных организмов было связано с резким увеличением содержания кислорода в атмосфере и гидросфере. Преодоление «кислородного рубежа», т. е. скачкообразного повышения уровня кислорода в атмосфере до нынешнего 21 процента, могло стать основной причиной кембрийского взрыва.

Другая гипотеза, выдвинутая профессором Калифорнийского технологического института Киршвинком, объясняет причины быстрого накопления свободного кислорода в атмосфере Земли. По его мнению, около полумиллиарда лет назад наша планета претерпела подлинный кувырок в космическом пространстве, т. е. повернулась на целых 90 градусов относительно своей оси, в результате чего основные материки Земли сменили своё прежнее местоположение у полюсов на нынешнее.

Как показывают данные Киршвинка, материковые плиты Австралии и Америки, находившиеся прежде в районе полюсов, совершили этот поворот и перемещение к экватору за какие-нибудь пятнадцать миллионов лет - срок в геологических масштабах ничтожный (три десятитысячных общего возраста Земли).

«Быстрое перемещение материков, - по мнению Киршвинка, - не могло не привести к закрытию одних и образованию других водных бассейнов - этих единственных тогда ареалов жизни, к изменению тогдашних океанских течений, к резким переменам климата и к другим, столь же катастрофическим явлениям. Все эти катастрофы должны были дать толчок к повышению новых форм жизни, приспособленных к изменившимся условиям. Но именно такое быстрое возникновение новых форм и было характерно для «кембрийского взрыва».

Резкие тектонические сдвиги, типа перемещения материков, произошедшие в самый канун кембрийской эпохи, и были причиной убыли углекислоты. Такие сдвиги привели к раздроблению океанов на менее крупные и к тому же замкнутые водоёмы - моря и озёра, а это должно было уменьшить интенсивность циркуляции воды. В результате органические останки водорослей вместе с их углеродом оставались на морском дне и не поднимались к поверхности, где их могли бы разлагать бактерии. Тем самым углерод выходил из кругооборота, позволяя синтезированному водорослями кислороду быстро накапливаться в атмосфере.