Земля – одна из планет солнечной системы, возникшая вместе с ней, подчиняющаяся действующим в этой системе закономерностям, но в тоже время имеющая ряд своих особенностей и поэтому единственное обитаемая планета солнечной системы.
2. Науки.
В недрах теплого океана, под непригодной еще для дыхания атмосферой, миллиарды лет назад возникла жизнь – и, стремительно развиваясь, двинулась в свое будущее. Появились зеленые растения – живые лаборатории по производству кислорода, питательных веществ и энергии для других организмов.
Но откуда же известна все грандиозная картина эволюции жизни на протяжении сотен миллионов лет? Это строгое знание, основанное на фактах - окаменелостях (остатки древних животных и растений), отпечатков, скелетах, раковинах, следах передвижений. Тысячи лет назад люди начали подбирать ископаемые раковины и кости.
Так возникла наука о древней жизни, изучающая минувшие геологические эпохи – палеонтология (от греческого палео – древнее, онто – жизнь, логос - учение).
Еще совсем недавно весь инструмент палеонтология сводился к лопате, перу и бумаге. Сейчас в его арсенале входит современная оптика, рентгеновская аппаратура, электронная микроскопия, масс – спектрометрия, химические методы обработки материалов, вычислительная техника. Основу исследований составляют обширные коллекции остатков ископаемых животных и растений, собранные за сотни лет.
Особая отрасль палеонтологии – биостратиграфия (наука о пространственном распределении и связях во времени остатков ископаемых организмов в слоях горных пород) тесно смыкает её с геологией.
Основатель палеонтологии как науку французский академик Жорж Кювье, исследуя места добычи строительного камня в окрестностях Парижа, изучал там нередко находимые окаменелые кости. Он заметил, что в слоях лежащих неглубоко от поверхности (следовательно, самые молодые) встречаются остатки животных, более похожих на современных, чем в более глубоких слоях (следовательно,следовательно). Раньше нередко противопоставляли палеонтологи (науку об ископаемых организмах) с неонтологии (науку об современных организмах). Но совершенствование методов исследований палеонтологов и неонтологов все ближе смыкает эти две науки. Данные палеонтологии современно необходимы для геологии, с которой она образует ряд общих направлений: исследование остатков ископаемых организмов для выяснения возраста горных слоев относительно друг друга; реконструирование физико-географической обстановки прошлого; применение геологических методов для выяснения условий образования местонахождения ископаемых организмов, а остатков организмов – для изучения путей формирования геологических слоёв.
Палеонтологическими и геологическими методами можно установить возраст земных слоев. Применяя геологические методы, обычно исходят из правила: ниже лежащий пласт древнее лежащего выше. Но, во-первых, подчас очень трудно установить, что ниже, а что выше, - неимоверные силы горообразовательных процессов, как мягкую бумагу, сминают в складки толщиной в сотни метров пачки каменных слоев, разрывают их на куски, взгромождают нижние слои на верхние, поднимают и опускают на сотни метров. Во-вторых, как установить, какой слой выше, а какой ниже, если между исследуемыми районами сотни, а то и тысячи километров, да еще отложения очень разного происхождения (морские или континентальные)? Очень сложная задача стратиграфов. Потребовались многие десятилетия, примерно с середины XVIII века до начала XIX – XX века, чтобы в целом установить соотношение (коррекцию) различных слоев горных пород в разных районах земного шара, выяснить их последовательность – составить стратиграфическую шкалу (описание слоев). При этом использовали данные всех наук – и геологии, и палеонтологии.
Сначала все геологическая история земли была разделена на четыре периода: первичный, вторичный, третичный, четвертичный. Но впоследствии, всю последовательность отложений разделили на пять групп: архейскую (древнейшую), протерозойскую (первичной жизни), палеозойскую (древней жизни), мезозойскую (средней жизни), кайнозойскую (новой жизни). Каждая такая группа делится на несколько систем, которые в свою очередь объединяют отделы. Системам соответствуют периоды, отделам – эпохи. Для периодов самой молодой, кайнозойской эры сохранили старые название – третичной и четвертичной. Четвертичный период длится до сих пор, а более древний, третичный часто делят на два: палеогеновый – древний и неогеновый – новый. Мезозойскую эру составляют периоды: молодой меловой (названные так по преобладающим меловым породам этого возраста в Англии, где впервые был установлен); юрский (названный по горам Юра в Европе); самый древний триасовый («из трех частей»). Палеозойскую эру делят на 6 периодов: каменноугольный или карбон, девонский, силурийский, ордовикский, самый древний – кембрийский. Эти три эры сейчас ученые нередко объединяют под общим названием фанерозой. Самые древние породы, возраст которых пока определен на земле, насчитывает 4,5 миллиарда лет.
Около 580-570 миллионов лет назад наступает кембрийский период, особая эпоха в эволюции животного мира. В это время относительно быстро появляются многочисленные группы животных, имеющих скелет. С начала кембрийского периода разнообразие скелетных организмов резко возрастает. Появились самые разнообразные жизненные формы, – зарывавшиеся в грунт, сидевшие на мягком иле, или на твердых скалах, активно плававшие в толще воды и пассивно переносимые течением. В это время широко распространяются губки, брюхоногие, моллюски, плеченогие - брахиоподы, одноклеточные фораминиферы и радиолярии, иглокожие.
Еще обширнее и богаче жизнь в ордовикском периоде. Трилобиты «научились» сворачиваться, защищаясь твердым спинным панцирем мягкое брюшко. Распространились моллюски - наутилиды, брахиоподы, иглокожие – морские лилии, ежи, реже - морские звезды. В силуре широко распространились панцирные, или пластинокожие, рыбы и другие. К концу силурийского периода, видимо, приурочено им важнейшее событие на суше – окончательное заселение примитивными растениями прибережной полосы. С этого времени суша начала покрываться зеленой растительностью.
На границе силура и девона появились будущие хозяева морей – головоногие моллюски аммониты. Процветали лопастеперые, но быстро исчезли. На суше в это время примитивнейшей первые растения уже сменились папоротниковыми, плауновыми, первыми голосеменными. А с ними появился богатейший набор наземных членистоногих – пауков, клещей, многоножек.
В каменноугольном периоде серьезно меняется состав морских беспозвоночных сообществ: появляются крупные брахиоподы, новые группы аммонитов. Особое внимание привлекают изменение на суше: расширилось кольцо растений по берегам водоемов. Водные четвероногие – стегоцефалы или панцирноголовые успешно теснили в воде своих предков – кистеперых. Заметим, что рептилии и амфибии – это особый уровень организации четвероногих.
Активный процесс выхода на сушу упорно продолжался и в пермском периоде. Конец пермского периода - удивительнейшее время удивительнейших иногда просто фантастических животных. Мелкие, гибкие, похожие на ящериц родственники черепах, гигантские бегемоты, рогатые и безрогие, жующие жесткие растения передними зубами или процеживающие воду, глотающие мелке водоросли. Драконы с шипастым парусом на спине и бронированные гигантские лягушки.
К началу триасового периода. Основная масса драконообразных животных исчезает. Бегают первые примитивные ящерицы. Только во второй половине триаса полностью формируется фауна, характерная для мезозойской эры – крокодилы, черепахи, первые динозавры, предки птиц, ящерицы, лягушки, первые млекопитающие. Резко возрастает доля моллюсков и двустворок и брюхоногих, а в особенности головоногих (аммонитов).
Аммониты играли важнейшую роль и в морях следующего, юрского периода. Гигантские перламутровые раковины этих моллюсков, иногда величиной с колесо большого грузовика. И на широкий теплый простор этих водоемов стали выходить гигантские водные рептилии – ихтиозавры, плезиозавры, плиозавры, огромные морские черепахи, крокодилы. На суше – гигантские динозавры, неспеша жующие растения или охотящиеся друг на друга. И пока еще незаметны мелкие млекопитающие и первые, неуклюжие птицы, ждущие своего часа. А ждать пришлось долго.
В меловом периоде разнообразие динозавров даже возрастает, хотя таких гигантов, как юрские, уже нет. Росли близкие родичи сосны и кедра, каштана, дуба и березы, летали птицы, шныряли мелкие млекопитающие и ящерицы. Первые млекопитающие были насекомоядными и играли весьма существенную роль в фауне мезозоя. Основную массу четвероногих тех времен составляли птицы, ящерицы и млекопитающие.
К четвертичному периоду самые смышленые из человекообразных уже взяли в лапы (руки) камень, палку, крупную кость, отвоевывая себе дорогу «в люди»
Геохронологическая шкала.
| Эра | Период | Эпоха | Абсолютный возраст (млн. лет) | Длительность (млн. лет) | Эволюция |
| Кайнозойская | Четвертичный | 1,5±0,5 | 1,5±0,5 | Эволюция человека | |
| Неогеновый | Плиоценовая | 9±3 | 8,5±3 | Появление человека | |
| Миоценовая | 25±2 | 16±2 | |||
| Палеогеновый | Олигоценовая | 37±2 | 12±2 | Широкая эволюция млекопитающих | |
| Эоценовая | 58±4 | 21±3 | |||
| Палеоценовая | 67±3 | 9±3 | |||
| Мезозойская | Меловой | 137±5 | 70±5 | Вымирание последних динозавров, аммонитов. Первые цветковые растения | |
| Юрский | 195±5 | 58±5 | Широкое распространение морских рептилий, динозавров, птерозавров, крокодилов. Появление птиц | ||
| Триасовый | 230±10 | 35±10 | Появление черепах, ящеров, млекопитающих | ||
| Палеозойская | Пермский | 285±10 | 55±10 | Вымирание многих морских беспозвоночных. Господство на суше примитивных рептилий. Появление предков динозавров | |
| Каменноугольный | 350±10 | 65±10 | Появление рептилий. Широкое распространение примитивных амфибий | ||
| Девонский | 405±10 | 55±10 | Распространение на суше наземных растений и четвероногих животных. Появление первых четвероногих | ||
| Силурийский | 440±10 | 35±10 | Появление наземных растений, выход членистоногих на сушу | ||
| Ордовикский | 500±15 | 60±15 | Эволюция примитивных рыб, широкое распространение различных морских беспозвоночных | ||
| Кембрийский | 570±15 | 70±15 | Появление предков рыб. Появление скелетных беспозвоночных, массовое развитие в морях. | ||
| Протерозойская | Вендский | 680±20 | 85±20 | Широкое распространение бес скелетных форм. Предки червей, медуз, членистоногих и другие | |
| 2700±90 | 270±80 | Первые многоклеточные организмы. Первые находки бактерий и водорослей | |||
| Архейская | 4500±170 | 450±120 | Первые биогенные отложения. Химическая эволюция | ||
| 1 миллиард | «НАЧАЛО» | ||||
| Планетарная догеологическая | 2 миллиарда | Оформление «среды обитания» | |||
| 3 миллиарда | Формирование Земли | ||||
| 4 миллиарда | Зарождение Земли | ||||
| 5 миллиардов |
4. Первые находки.