Полезные ископаемые в протерозойскую эру

Задумывались ли вы когда-нибудь над тем, что представляла собой протерозойская эра? Скорее всего, нет. Разве что из давно пройденной школьной программы кто-то вспомнит какие-то скудные данные. Например, про развитие жизни в протерозойскую эру, про формирование климата или про начало ледникового периода. Конечно, всего этого очень мало, особенно если учесть, какую роль играло это время в последующей жизни нашей планеты.

Данная статья содержит в себе массу интересной информации. А значит, читатель получит исчерпывающие ответы на многие вопросы, которые затрагивают развитие жизни на земле. Отдельно мы поговорим о необычных представителях флоры и фауны, о суровом климате, об особенностях образования различного рода полезных ископаемых.

Ученые утверждают, что данный период начался более 2600 млн. лет назад, причем погрешность в расчетах может быть немалой и составлять примерно 100 млн. лет.

По мнению специалистов, протерозойская эра на планете существовала достаточно долго, на протяжении 2 млрд. лет. Именно этот срок и сделал ее самым длительным периодом за всю историю существования нашей планеты.

Как раз тогда по поверхности планеты начали ползать черви и кишечнополостные, существовали простейшие известковые раковины. Также протерозойская эра известна в истории как период, когда зародились так называемые углевые растения.

Кроме всего прочего, данный период времени славится еще и такими дебютантами подводного мира, как жгутиковые, находившиеся на рубеже развития между животными и растительностью.

Кстати, далеко не всем известно о том, что во время эволюции, после определенного распада, некоторые частицы жгутиковых стали водорослями или грибами. Другие же, в свою очередь, постепенно превратились в представителей фауны.

Тогда же появились и микроскопические радиолярии, губки, архео­циаты, брахиоподы, брюхоногие моллюски и другие многоклеточные существа. Вершиной эволюционного развития в протерозое стали крупные хищные членистоногие, а именно — ракоскорпионы.

Архейская и протерозойская эры – это время, когда большую территорию Земли охватывало бескрайнее море. Кстати, в этот период массово появились полезные ископаемые, а Мировой океан начал обретать более или менее современный вид.

В целом ученые периоды протерозоя делят на следующие этапы:

• Пелеопротерозой.
• Мезопротерозой.
• Неопреторозой.

Смело можно утверждать, что в данную эпоху климат был очень разнообразным. Подтверждает это большое количество найденных следов от гор, пустынь, озер, морей и др. Морские отложения в основном расположены в два уровня и покрыты вулканическими породами и дополнительным морским слоем. В горных породах все выглядит так, будто планету смяла могучая рука. Поэтому ученые предположили, что в протерозой происходили бурные подземные процессы.

К концу раннего протерозоя начался меняться климат Земли, а именно – уменьшился парниковый эффект. Это значительно понизило температуру поверхности планеты. К тому же Солнце светило на 10% меньше, чем сейчас.

В итоге наступил первый в ледниковый период. Затем через 1700 млн. лет пришел ещё один более масштабный, в результате которого Земля почти вся покрылась льдом. А температуры на экваторе сравнялись с температурами в современной Антарктиде. Животные протерозойской эры начали развиваться только с таянием льдов, именно тогда и наступил всплеск биоразнообразия.

Несмотря на огромные массивы льда, которые образовались под конец протерозойской эры, на Земле продолжалась активная вулканическая деятельность, температура воздуха понемногу повышалась, части материков медленно начали освобождаться от залежей льда.

Многие живые организмы протерозоя все-таки почти полностью исчезли во время вечной мерзлоты. Но, скорее всего, в Мировом океане, тропических широтах, где остались участки открытой воды со свободным доступом света и углекислого газа, по-прежнему была жизнь.

Столь глобальные оледенения больше не повторялись, ученые полагают, что это произошло из-за вновь образовывавшихся континентов, которые уже не имели приэкваториальной конфигурации.

Всем существам пришлось в протерозойскую эру сделать именно такой выбор: ходить или нет. Ученые утверждают, что с него и пошло разделение природы на растительную и животную.

Это случилось благодаря веществу хлорофиллу, возникшему в представителях флоры, т. к. он является важнейшим элементом для осуществления фотосинтеза.

Почти все живые существа смогли приспособиться к подвижному образу жизни, так как кушали других животных либо растения, а для того, чтобы добраться к выбранной и такой необходимой пище, нужно было постоянно перемещаться.

Именно так и происходило развитие жизни на земле.

Во время протерозоя наблюдалось изменение химического состава атмосферы от активного углекислотного до нейтрального. Это послужило толчком к возникновению эукариотных форм жизни, а также водорослей с обособленным ядром и др.

Широкого многообразия достигали и водоросли, считавшиеся первыми настоящими растениями. Особенно в протерозойскую эру широко развились одноклеточные, колониальные сине-зеленые водоросли, а также появились красные и зеленые.

Как можно было прийти к данному умозаключению? Все дело в том, что останки шульгита, обнаруженные археологами и приписываемые протерозою, похожи на уголь, который образовывается из растений.

В протерозойскую эру начали появляться первые черви и кишечнополостные животные. Началом для зарождения многих видов стали комочки цитоплазмы, находящиеся в морях.

Кроме того, на Земле обитали животные с известковыми раковинами. Лучшее свидетельство этому факту – обнаруженные остатки древнего мрамора. Скорее всего, первыми известковыми существами были представители семейства жгутиковых. Впоследствии природа распорядилась из них создать сразу несколько видов растений и животных.

В протерозое также образовались многоклеточные организмы из одноклеточных. Например, археоциаты или губки.

Наиболее сложными, но в тоже время и самыми совершенными живыми существами протерозоя считались так называемые ракоскорпионы. Эти хищники были закованы в своеобразную броню, хорошо вооружены и наводили настоящий ужас на все живое. Даже крепкие раковины не всегда спасали брахиопод или двустворчатых моллюсков от грозных и хищных ракоскорпионов.

Тело этих существ было усеяно длинными и очень острыми шипами, состояло из нескольких сегментов, имело сразу 6 пар конечностей. Голова и грудь полностью прятались под четырехугольным панцирем, а на мир смотрели 4 небольших глаза. На конце тела у ракоскорпионов как для защиты, так и для нападения. Их размеры варьировались от 10 см до 3 была длинная прямая игла, соединенная с ядовитой железой. Она применялась, как для защиты, так и для нападения. Их размеры варьировались от 10 см до 3 м в длину.

Специалисты утверждают, что как морские, так и континентальные отложения протерозоя сейчас распространены на всех без исключения материках. Тысячелетиями в прогибах накапливались продукты разрушения пород, формируя толщи кварцевых песчаников, глины, карбонатные породы и др.

В конце протерозоя отлагались молассы (например, на Урале). Тогда же появились месторождения железных руд, фосфоритов. В Экваториальной Африке к породам протерозоя причисляют богатейшие месторождения руд, меди, кобальта и урана.

Современные исследования указали на еще одну причину оледенения. Возможно, массовое вымирание организмов на Земле произошло еще примерно за 16 млн. лет до предполагаемого ранее оледенения. Безудержный рост различного вида водорослей мог плохо сказаться на морских экосистемах, так как органика не успевала разлагаться в толще воды, и водоросли могли закрыть всю поверхность воды, тем самым полностью перекрыв доступ кислорода внутрь.

В итоге вышло так, что аэробные морские обитатели вымерли из-за нехватки кислорода, что могло привести к сокращению выделения углекислого газа и стало причиной внезапного похолодания. Хотя и традиционную теорию о связывании силикатами углекислого газа не отметают.

Не случись так, возможно, по-другому пошло бы и наше развитие. Протерозойская эра на самом деле послужила основой для формирования всего того, что мы имеем сейчас в окружающей нас действительности.

источник

Эон: Протерозой (542,0 ± 1,0 млн лет назад — 2,5 млрд лет назад)

Самые длительные временные интервалы в геохронологии — эоны (от греч. aion — век, эпоха). Выделяют такие Эоны, как: криптозой (от греч. cryptos — скрытый и zoe — жизнь), охватывающий весь докембрий, в отложениях которого нет остатков скелетной фауны; фанерозой (от греч. phaneros — явный, zoe — жизнь) — от начала кембрия до нашего времени, с богатой органической жизнью, в том числе скелетной фауной. Зоны не равноценны по продолжительности, так, если криптозой длился 3-5 млрд лет, то фанерозой — 0,57 млрд лет.

Архейская и протерозойская эонотемы, охватывающие почти 80% времени существования Земли, выделяются в криптозой, так как в докембрийских образованиях полностью отсутствует скелетная фауна и палеонтологический метод к их расчленению неприменим. Поэтому разделение докембрийских образований базируется в первую очередь на общегеологических и радиометрических данных.
Название происходит от греческого слова «протерос» — первичный. Слово «зой» происходит от «зоикос» — жизненный.

Второе великое горообразование (значительное уничтожение ископаемых)
Геологические условия. Интенсивный процесс осадкообразования. Позднее — вулканическая активность. Эрозия на обширных площадях. Многократные оледенения.
Главнейшие геологические события. Облик земной поверхности. Начало байкальской складчатости. Мощный вулканизм. Время бактерий и водорослей.
Наиболее распространенные полезные ископаемые. Огромные запасы железных руд, слюда, графит.
Основные этапы развития жизни. Зарождение жизни в воде. Время бактерий и водорослей.
Растительный мир. Примитивные водные растения — водоросли, грибы.
Животный мир. Различные морские простейшие. К концу эры — моллюски, черви и другие морские беспозвоночные.

Годы Вселенной (начиная с гипотетического момента Большого Взрыва 13.730.012.012 лет назад):
11.230.000.000 — начало эона Протерозоя.
___11.230.000.000-12.130.000.000 — Палеопротерозойская эра.
______11.230.000.000-11.430.000.000 — Сидерийский период.
11.230.000.000 – Сибирь и Лавренция образуют единый континент Арктика. Возникновение древнейшего и очень мелководного океана – Панталассы.
11.230.000.000-11.400.000.000 — возникла планетарная сеть разломов и трещин, заполнявшихся дайками (пластинообразными геологическими телами). Одна из них — Великая дайка в Зимбабве — имеет длину более 500 км и ширину до 10 км.
11.330.000.000 – кислородная катастрофа: появление в атмосфере свободного кислорода и изменение общего характера атмосферы с восстановительного на окислительный. После того, как поверхностные породы и газы атмосферы оказались окисленными, кислород начинает накапливаться в атмосфере в свободном виде, что приводит к образованию насыщенной кислородом атмосферы. Генетический код стал универсальным для всех живых организмов. Появление первых палеопочв, созданных деятельностью наземных низших растений.
______11.430.000.000-11.680.000.000 — Риасийский период.
11.450.000.000 — первый ледниковый период — гуронский (преимущественно, в Северной Америке).
11.530.000.000 – падение астероида в Западной Австралии.
11.580.000.000 – увеличение глубоководности морей.
11.630.000.000 – глобальное потепление и окончание гуронского ледниковья.
______11.680.000.000-11.930.000.000 — Орозирийский период.
11.707.000.000 – падение астероида в ЮАР.
11.730.000.000 – 12.030.000.000 – возникновение складчатых систем, вновь спаявших обломки архейской континентальной коры, чему способствовала новая эпоха мощного гранитообразования.
11.740.000.000 – 11.960.000.000 – формирование Карельских гор.
11.830.000.000 – появление первых эукариот – живых одноклеточных существ, имеющих ядро клетки. Первыми эукариотами были древнейшие жгутиковые. Переход клеток к производству энергии с использованием митохондрий стал эволюционной революцией, так как позволил дальнейшее развитие ядерных клеток и усложнение их внутренней структуры.
11.880.000.000 – падение астероида в Канаде. Образование медно-никелевого рудного бассейна. Существование древнейшей многоклеточной водоросли.
______11.930.000.000-12.130.000.000 — Статерийский период.
11.930.000.000 – падение астероида в Финляндии. Воды мирового океана насыщены кислородом. Мощная природная ядерная реакция в Камеруне.
11.930.000.000-12.230.000.000 – суперконтинент Коламбия.
12.030.000.000 – зрелая континентальная кора существует уже на 70% площади ее современного распространения.
12.070.000.000 – падение астероида в Северной Австралии.
12.080.000.000 – в морях широко распространен микроскопический фитопланктон: преимущественно сине-зеленые водоросли (цианобактерии).
12.100.000.000 – падение астероида в Западной Австралии.
___12.130.000.000-12.730.000.000 — Мезопротерозойская эра.
______12.130.000.000-12.330.000.000 — Калимийский период.
12.230.000.000 – на основе древних жгутиковых возникают новые группы простейших – жгутиковые и саркодовые. Под влиянием хищников фитопланктон увеличивается в размерах (в среднем в 4-5 раз).
12.320.000.000 – начало сближения материковых плит Балтики, Сибири, Лавренции и Антарктиды.
______12.330.000.000-12.490.000.000 — Эктазийский период.
12.330.000.000 – продолжается осадконакопление и расширение осадочных чехлов. Появление первых примитивных водорослей. Фитопланктон под влиянием хищников нового класса увеличивается еще в среднем в 3 раза.
______12.490.000.000-12.730.000.000 — Стенийский период.
12.530.000.000 – половое размножение увеличивает скорость эволюции живых организмов. Появление новой группы простейших – бурых (красных) водорослей, некоторые из которых сильно напоминают современные красные водоросли. Появление одноклеточных зеленых водорослей.
12.630.000.000 – появление первых динофлагелянтов – двусторонне-симметричных или асимметричных жгутиконосцев с развитым внутриклеточным панцирем.
12.630.000.000-12.980.000.000 – суперконтинент Родиния. Ее частями являлись Сибирь, Лавренция и Антарктида, а также часть Европы. Родиния расположена в южном полушарии, в западной части которого доходит до совр. экватора. Родинию окружает единый океан – Мировия. Отдельно от Родинии располагаются Африка и Аравия.
12.670.000.000 – появление первых грибов.
12.680.000.000 – падение астероида в Якутии.
12.696.000.000 – падение астероида в Зимбабве
___12.730.000.000-13.188.000.000 — Неопротерозойская эра.
______12.730.000.000-12.880.000.000 — Тонийский период.
12.730.000.000 – скорость вращения Земли вокруг своей оси – 17 часов. Луна расположена в 346 тысячах километров от Земли – на 38 тысяч километров ближе.
______12.880.000.000-13.130.000.000 — Криогенийский период.
12.880.000.000 – рифтовый разлом между частями Родинии – с одной стороны Амазонии, Ла-Платы, Лаврентии, Балтики и Западной Африки и с другой стороны Австралии, Антарктиды, Индии, Конго и Калахари. Зарождение Палеоазиатского океана в пределах совр. Сибири.
12.890.000.000 – появление первых червеобразных морских многоклеточных животных, произошедших от одноклеточных жгутиковых – т.н. Хайнаньской биоты.
12.900.000.000 – между двумя частями Родинии образовался Мозамбикский океан.
12.951.000.000-12.995.000.000 – кайгасский ледниковый период.
12.960.000.000 – группа обыкновенных губок генетически отделилась от линии развития всех остальных многоклеточных животных.
12.977.000.000 – вся Земля замерзла и покрылась льдом. На Родинии местами ледяной панцирь достигает 5 километров толщины, а температура опускается ниже 100 градусов мороза. Вымирание Хайнаньской биоты. Предки групп известковых и шестилучевых губок генетически отделились от линии развития всех прочих многоклеточных животных.
12.980.000.000 – суперконтинент Родиния раскололся на Лавразию, Амазонию, Сибирь, Китай и Южный Китай. Возникновение океанов: Бореального в Арктике, Протояпетуса в Атлантике и Прототетиса близ экватора.
13.011.000.000 – начало стурианского ледникового периода.
13.021.000.000 – общий предок всех многоклеточных животных, кроме губок.
13.030.000.000 – резкое разогревание Земли и таянье ледников. Одноклеточные организмы – фитопланктон – достигают наиболее возможных размеров – 2-3 миллиметров.
13.043.000.000 – общий предок билатерий, брахиоподов, иглокожих, кольчатых червей, моллюсков, мшанок, нематодов, немертинов, хордовых и членистоногих.
13.045.000.000 – появление в морях первых многоклеточных организмов – древних киндариев, обладающих стрекательными клетками.
13.050.000.000 – Палеоазиатский океан разделяет Китай, Южный Китай, Сибирь и Лавразию.
13.055.000.000 – первые хордовые животные.
13.065.000.000 – предки головохордовых бесчерепных животных генетически отделились от предков оболочников и позвоночных.
13.068.000.000 – резкое похолодание и обледенение всей Земли – мариноанский ледниковый период.
13.084.000.000 – в Ростовской области и Северной Австралии упало сразу два астероида.
13.093.000.000 – общий предок членистоногих и первичнополостных червей – нематодов.
13.095.000.000 – таянье ледников. Появление в океанах трубчатых животных.
13.100.000.000 – появление в океанах первых губок — археоциатов.
13.114.000.000 – разделились генетические линии предков оболочников и позвоночных.
13.115.000.000 – разделились генетические линии предков членистоногих и нематодов.
13.121.000.000 – общий предок билатерий, брахиоподов, кольчатых червей и моллюсков.
13.125.000.000 – в ходе дрейфа континентов закрылся Мозамбикский океан.
______13.130.000.000-13.188.000.000 — Эдиакарийский (Вендский) период.
13.130.000.000 – падение астероида в Айдахо.
13.130.000.000-13.190.000.000 – суперконтинент Паннотия. Его частями являются Лаврентия, Балтика, Китай, Сибирь и материки Гондваны. Паннотия окружена океаном Протопасифик.
13.135.000.000 – возникновение инфузорий. Общий предок плеченогих (брахиоподов) и билатерий.
13.140.000.000 – падение астероида в Австралии. Формирование т.н. биоты Доушаньто – морских обитателей микроскопических размеров с развитием двусторонней симметрии (водоросли, многоклеточные таллофиты, акритархи и цианофиты и взрослые губки). Кроме симметрии хорошо заметна наметившаяся «голова», образованная первыми двумя сегментами, и основное «тело» уменьшающееся к «хвосту».
13.140.000.000-13.160.000.000 – рифейское оледенение в Африке, Европе и Австралии.
13.150.000.000 – по мере роста количества кислорода в атмосфере Земли сформировался озоновый слой. Появление у живых существ зубов, пищеварительного тракта и ануса.
13.160.000.000 – после оледенения началась трансгрессия моря. Вторичное возникновение океанов: Палеопасифик, Япетус и Палеотетис. Значительная часть Европы покрыта водой. Китайский континент испытывает поднятие.
13.165.000.000 – средняя температура на Земле достигает 35-40° С.
13.166.000.000 – появление билатерий.
13.170.000.000 – появление морских онихофоров – первых членистоногих. Появление первых моллюсков, развившихся из древних кольчатых червей: группы Bivalvia (Двустворчатые), Hyolitha, Monoplacophora и Rostroconchia.
13.173.000.000 – появление плеченогих (брахиоподов).
13.188.000.000 – начало эона Фанерозоя.

Продолжительность протерозойской эры — 2 миллиарда лет (2,5-0,5 миллиард лет назад). Сейчас протерозой считают уже не эрой, а эоном, состоящим из 3 эр: палеопротерозоя (2,5-1,6 млрд. лет назад), мезопротерозоя (1,6-1,0 млрд. л. н.) и неопротерозоя (1,0-0,5 млрд. л. н.). В 2008 г. из палеопротерозоя выделили эопротерозой (2,43-2,06 млрд. лет назад). Границы следующих эр протерозоя были чуть смещены.
В начале протерозойской эры количество кислорода в атмосфере достигло уже 19% от современного уровня. Для этой самой продолжительной эры характерно образование крупнейших залежей железных руд, образованных за счет деятельности бактерий. Что интересно, древние бактерии сначала содержали в себе железо (как в молекуле гемоглобина). Лишь затем оно стало замещаться другими металлами (например, медью). По-видимому, эта ситуация объясняет и красный цвет Марса. Может быть, вся его поверхность кишит этими «железными» бактериями или их остатками?.
В протерозое было наиболее длительное в истории Земли гуронское оледенение (2,4 — 2,1 млрд лет назад) и несколько эпох глобального оледенения в позднем неопротерозое [в криогене].
В протерозойскую эру произошли основополагающие ароморфозы:
Около 1,8-2 миллиарда лет назад появляются признаки деятельности первых эукариот; господство прокариот сменяется расцветом эукариотических организмов; [другие цифры: «шипастые» ядерные клетки — не позднее 1,4-1,6 Me, несовершенные грибы — ранее 2 Me — значит, первые эукариоты появились в самом начале протерозоя, или даже в архее].
Около 1,5-2 миллиарда лет назад [по другим сведениям — еще в архее] появились первые многоклеточные организмы (Metazoa). Следствием этого был другой важнейший ароморфоз — возникновение тканей и органов. Появлением многоклеточных созданы предпосылки для специализации клеток, увеличения размеров и усложнения организмов; [по некоторым данным — уже не позднее 1,4 Me существовали кишечнополостные (Udocania problematica), а достоверные организмы с хитиновыми трубками — 800 м.л.н.; по методу филогенетики — 1500-700 м.л.н.].
Около 1,5-2 миллиарда лет назад [по другим сведениям — еще в архее] возникло половое размножение (комбинативная изменчивость), при котором слияние генетического материала разных особей поставляло материал для естественного отбора [необходимость полового размножения привела к возникновению ДНК вместо РНК?]
В это же время (приблизительно 1,6 миллиардов лет назад), как считают, произошел раскол между растениями и животными, [т.е., возник фотосинтез — но это не так, фотосинтез произошёл ещё в раннем архее]. Другим важнейшим ароморфозом стало образование двусторонней симметрии у активно передвигающихся организмов. Билатеральность обеспечивала дифференцировку тела на спинную и брюшную стороны, передний и задний концы. Спинная сторона выполняла защитную функцию, брюшная — обеспечивала движение и захват пищи. В переднем конце развивались органы чувств, а затем — нервные узлы и головной мозг. Это значительно повысило жизненную активность животных.
В эту эру образуются все отделы водорослей, слоевище у многих становится пластинчатым. Для животных того времени характерно отсутствие скелетных образований, конец протерозоя (эдиакарский период) образно называют «веком медуз». Появляются кольчатые черви, от них произошли моллюски и членистоногие (последние — от круглых, по новейшим генетическим исследованиям). К концу протерозоя появились все типы животных, кроме вторичноротых — иглокожих и хордовых.
По другим сведениям, уже в протерозое появились первые хордовые — самый высокоорганизованный тип животных. Наличие хорды обеспечило опору мускулатуры; центральная нервная система в виде трубки способствовала их активизации. Также появились органы дыхания — жабры. Ещё одним важнейшим событием протерозоя стал выход водорослей на сушу, которые в симбиозе с грибами дали начало первой сухопутной форме растений — лишайникам.

Время существования Земли разделено на два главных интервала (эона): Фанерозой и Докембрий (Криптозой) по появлению в осадочных породах ископаемых остатков. Криптозой — время скрытой жизни, в нём существовали только мягкотелые организмы, не оставляющие следов в осадочных породах. Фанерозой начался с появлением на границе Эдиакария (Венд) и Кембрия множества видов моллюсков и других организмов, позволяющих палеонтологии расчленять толщи по находкам ископаемой флоры и фауны.

Протерозойская эра. Вторая эра длительностью около 1 млрд. лет характеризовалась отложением большого количества осадков и по крайней мере одним значительным оледенением, в течение которого ледниковые покровы распространились до широт менее 20° от экватора. В протерозойских породах было найдено очень небольшое количество ископаемых, которые, однако, свидетельствуют не только о существовании жизни в эту эру, но и о том, что эволюционное развитие к концу протерозоя продвинулось далеко вперед. В протерозойских отложениях найдены спикулы губок, остатки медуз, грибов, водорослей, плеченогих, членистоногих и т. п.

В процессе эволюции одноклеточные организмы стали объединяться в колонии, получившие (по гипотезе И.И. Мечникова) название «фагоцителлы». Некоторые из этих колоний позже превратились в более сложные организмы типа морских губок. Другие фагоцителлы научились перемещаться с помощью «ресничек» и в дальнейшем превратились в плоских червей. Третьи, сохранив плавающий образ жизни, в процессе своего дальнейшего развития, приобрели рот и дали начало кишечнополостным организмам. Все эти начальные виды простейших живых организмов были найдены в отложениях, соответствующих протезейской эре.
В начальный период, соответствующий протезойской эре, в морях развилось большое количество водорослей, в результате деятельности бактерий и гниения водорослей, начались почвообразующие процессы. В атмосфере продолжалось накопление кислорода.

Географическая оболочка прошла долгий и сложный путь развития. В ее развитии выделяют три качественно различных этапа: добиогенный, биогенный, антропогенный.
Добиогенный этап (4 млрд — 570 млн лет) — самый длительный период. В это время происходил процесс увеличения мощности и усложнения состава земной коры. К концу архея (2,6 млрд лет назад) на обширных пространствах уже сформировалась континентальная кора мощностью около 30 км, а в раннем протерозое произошло обособление протоплатформ и протогеосинклиналей. В этот период гидросфера уже существовала, но объем воды в ней был меньше, чем сейчас. Из океанов (и то лишь к концу раннего протерозоя) оформился один. Вода в нем была соленой и уровень солености скорее всего был примерно таким, как сейчас. Но, по-видимому, в водах древнего океана преобладание натрия над калием было еще большим, чем сейчас, больше было и ионов магния, что связано с составом первичной земной коры, продукты выветривания которой сносились в океан.
Атмосфера Земли на этом этапе развития содержала очень мало кислорода, озоновый экран отсутствовал. Жизнь, скорее всего, существовала с самого начала этого этапа. По косвенным данным, микроорганизмы обитали уже 3,8-3,9 млрд лет назад. Обнаруженные остатки простейших организмов имеют возраст 3,5-3,6 млрд лет. Однако органическая жизнь с момента зарождения и до самого конца протерозоя не играла ведущей, определяющей роли в развитии географической оболочки. Кроме того, многими учеными отрицается присутствие органической жизни на суше на этом этапе.
Эволюция органической жизни в добиогенный этап протекала медленно, но тем не менее 650-570 млн лет назад жизнь в океанах была достаточно богатой.

источник

• Хронологические уточнения
• Климат в протерозое
• Эволюция жизни в протерозое
• Полезные ископаемые протерозоя

От автора сайта (нужно еще проверить)

Когда в научный обиход вводились первые геологические эры, археозой назывался азоем (безжизненной эрой), а протерозой — эозоем (эрой ранней жизни). То есть, эозой связывали с зарождением жизни, а рубежом между азоем и эзоем — появление остатков организмов или минералов, свидетельствующих об их существовании.

Потом выяснили, что 1,9 млрд лет назад (через 600 млн лет после начала «эозоя») концентрация кислорода в земной атмосфере возросла до 1% — это назвали «кислородной катастрофой». Данный факт свидетельствовал о том, что появились аэробные (кислорододышащие) организмы [т.е., возникло царство животных] — значит, жизнь уже имела длинную эволюцию и возникла еще в «азое». Пришлось пересмотреть взгляд на первые эры Земли и назвать их археозоем («эрой древней жизни») и протерозоем («эрой ранней жизни»). В последующих исследованиях были зарегистрированы первые следы кислорода в атмосфере Земли, датированные 2,2-2,3 миллиарда лет назад. А в наше время выяснили, что уже в начале протерозоя концентрация кислорода достигла 19% от современной.

[Получается, что возникновение и развитие начальных форм жизни следует перенести полностью в археозой, что и было потом сделано. Однако, исходя из аксиомы, что жизнь возникла на Земле, пришлось из архея выделить начальную фазу, когда жизни не было — катархей. Понятно, что тогда Земля была «жизне негостеприимной», и эту фазу выделять нужно. Потом выяснилось, что Земля была «негостеприимной» всего-то примерно 100 млн. лет, т.е., жизнь «возникла» на ней практически сразу (тогда стоило ли вообще выделять катархей?).

Но могла ли жизнь с таким сложным «изобретением» как генетический код, возникнуть всего за полтора миллиарда лет архея?? Ясно, что она была привнесена извне или содержалась еще в протопланетной пыли. Таким образом, архей следует считать временем не появления, а вызревания жизни.

А что, если вообще галактики — «живые», и изрыгаемые ими рукава — результат «обмена веществ»? :)) Этакие антиэнтропийные «термоядерные организмы», поедающие окружающие шаровые скопления из лёгких атомов, и насыщающие Космос тяжёлыми атомами и органическими молеулами, которые потом слипаются в вездесущие кометы, формирующие планеты и жизнь на них?]

Что касалось рубежа окончания протерозоя, то им считалось появление огромного количества кремниесодержащих остатков организмов, что говорило о бурном расцвете жизни и появлении скелетных форм — в том числе твёрдых покрытий одноклеточных. Считалось, что в этой следующей за протерозоем эре (палеозое) появились многоклеточные животные. Этот взрыв видообразования назвали «кембрийским скачком» — по кембрию — первому периоду палеозоя. Поэтому протерозойскую и предыдущую архейскую эры назвали криптозоем (эрой «скрытой жизни»), или докембрием. В противоположность ему все последующие эры, начиная с палеозоя, назвали фанерозоем (эрой «явной жизни»). Так появились новые хронологические отрезки истории Земли — эоны, включающие в себя по несколько эр.

В 1975 году протерозой делили на ранний (начался 2600±100 млн. лет назад) и поздний (начался 1650±50 млн. лет назад). Иногда из раннего протерозоя выделяли средний протерозой (примерно 1,9 — 1,6 млрд. лет назад) — вероятно, считая его началом упомянутую «кислородную катастрофу».

Затем раннему протерозою (не выделяя из него «средний») дали название карелий (или афебий, 2,5-1,65 млрд лет назад), а позднему — рифей (или инфракембрий, 1,65-0,57 млрд лет назад). С афебием связали появление первых аэробных прокариот, а с инфракембрием — первых эукариот.

Далее выяснилось, что многоклеточные организмы возникли еще в конце протерозоя — просто они были мягкотелыми и дали мало палеонтологических следов. Поэтому из рифея выделили вендский период — время появления бесскелетных многоклеточных животных (620-600 млн лет назад). В последствии этот период назвали эдиакарским, который характеризовался особой «эдиакарской фауной» — поэтому эдиакару иногда называют «эрой многоклеточных». Рифей без венда был разделён на ранний, средний и поздний эпохи, каждая из которых по длительности примерно была равна палеозойской эре (около 0,3 млрд. лет).

Дальнейшее развитие палеонтологии привело к тому, что протерозой выделили в отдельный эон, разделив на 3 эры (и придвинув на 100 илн. лет). Ранний протерозой назвали палеопротерозойской эрой (2,5 — 1,6 млрд лет назад), выделив из него в 2008 году эопротерозой (2,43 — 2,06 млрд лет назад) — почти соответствует нижнекарельской эротеме палеопротерозойской эонотеме. Поздний же протерозой (рифей) теперь разделили на мезопротерозой (1,6 — 1,0 млрд лет назад) и неопротерозой (1,0 — 0,542 млрд лет назад). Каждую из этих эр разделили на 3-4 периода, в среднем, по 200 миллионов лет. [Мне кажется, новейшая градация протерозоя несколько схематичной. Чем, например, маркируются периоды его эр?]

В позднем рифее (1050-630 млн. лет назад) и в раннем венде (630-580 млн. лет назад) было два крупнейших ледниковых периода сковавших всю планету льдом, объединенных одним названием – Сноубол («снежок»). Этот период неопротерозоя назвали криогением.

В протерозойскую эру от колониальных одноклеточных организмов, клетки которых стали выполнять различные функции, произошли первые многоклеточные организмы. Ими были губки, археоциаты (похожие на губок животные).

В отложениях протерозоя мы уже находим следы ползания червей, отпечатки кишечнополостных, иглы губок, раковины простейших. Эволюционный процесс проходит от простых к сложным организмам. Следовательно, возникновение протерозойских существ было невозможно без длительного эволюционного процесса, который ведет свое начало от комочков цитоплазмы, появившихся в архейских морях.

Также в протерозойских отложениях был найден углеобразный материал шунгит. Это свидетельствует о появлении в протерозойской эре растений, из остатков которых образовался уголь. Отложения мрамора позволяют сделать вывод о том, что в протерозое жили животные с известковыми раковинами [есть и архейский мрамор]. С течением времени образовавшиеся из отложений этих раковин известняки превратились в мрамор.

Первыми из известных в настоящее время групп существ в протерозойских морях были, по видимому, жгутиковые, находящиеся на грани между растительным и животным миром. От них произошли водоросли, грибы и все группы животного мира.

Жизнь в то время была тесно связана с морем. На суше организмов не было, кроме, возможно, неизвестных нам бактерий. [По другим данным, уже в протерозое за счет деятельности прокариот на затопляемых участках суши образовалась почва — другой ароморфоз, подготовивший выход растений на сушу в последующие эпохи].

С протерозойскими отложениями связано множество полезных ископаемых: железные руды, мрамор, графит, никелевая руда, пьезокварц, каолин, золото, слюда, тальк, молибден, медь, висмут, вольфрам, кобальт, радиоактивные минералы, драгоценные камни [многие из них — органического происхождения]. Ранний протерозой был временем выдающегося железорудного накопления [«железные бактерии»] (например, Кривой Рог, Курская магнитная аномалия). На юге Африки в это же время образовывались золото-урано-пиритовые конгломераты. Поздний протерозой известен железными рудами (например, Урал), медно-полиметаллическими рудами (например, Австралия), а также урановыми, кобальтовыми, медными, оловянными рудами.

Например, на юге территории Украины в то время [в начале протерозоя?] было мелкое море, окруженное со всех сторон горными хребтами. Горы выветривались, а продукты выветривания откладывались на дне моря. В конце протерозоя благодаря горообразовательным процессам на месте моря возникли горы, а осадочные отложения метаморфизировались. Так образовалось месторождение железных руд Криворожского бассейна.

[А может быть дело не в выветривании окружающих гор, а в отложении на дно моря протерозойской «гемоглобиновой» живности? Может быть Марс нам демонстрирует этот протерозой — его красный грунт и есть морские отложения железных бактерий. А протерозойская медь уже появилась за счет отложений сине-зеленых водорослей и растений?]

источник

Деление протерозоя на отдельные периоды не случайно и базируется на стратиграфических исследованиях. Так, палеопротерозой — время достижения кислородом «точки Пастера» — 1 % от его содержания в атмосфере, современной нам. Произошло это событие 2 млрд. лет назад и носит название кислородной катастрофы. Учёные считают, что такая концентрация кислорода достаточна для того, чтобы обеспечить устойчивую жизнедеятельность одноклеточных аэробных организмов, т.е. организмов, нуждающихся в свободном молекулярном кислороде для поддержания своей жизнедеятельности. В отличии от аэробных анаэробные организмы, разнообразие которых в то время было существенно больше, в большинстве своём вымерли. Для них молекулярный кислород был губительным.

Кроме кислородной катастрофы в эпоху палеопротерозоя наступает первая стабилизация континентов.

Следующий за палеопротерозоем мезопротерозой — время формирования суперконтинента Родиния.

Наконец последний из протерозойских периодов — неопротерозой характеризуется распадом Родинии и масштабным оледенением, охватившим практически всю поверхность суши. Кроме того именно к этому временному интервалу относятся древнейшие ископаемые останки животных, что связано с формированием у них твёрдого скелета.

В течении протерозойской эры шло формирование ядер континентов из фрагментов древнейших протоконтинентов — кратонов. В частности во время палеопротерозоя были сформированы значительные части щитов Индии, Северного Китая и Южной Америки. Так древнейшее ядро Южной Америки — т.н. амазонский кратон, занимает почти всю северную и центральную часть Бразилии с прилегающими районами Венесуэлы, Гайаны и Суринама. К востоку от амазонского кратона, в восточной половине Амазонии, имеются фрагменты щита архейского времени.

Ядро континентальной части Европы также сформировалось во время протерозойской эры — путём объединения трёх кратонов в единый континент Балтика: Фенноскандии, занимающей территорию Балтийского щита, сформировавшегося в архейское время, Волго-Уральского (бассейн реки Волги) и Сарматского, на территории Украины, Молдавии и прилегающей части Румынии. Объединения описанных трёх кратонов закончилось к концу палеопротерозоя — 1600 млн. лет назад.

Протерозойское происхождение имеет и континентальное ядро Индии, сформировавшееся в результате объединения четырёх кратонов.

В течении всего палеопротерозоя, также как и в архейскую эру, происходила интенсивная вулканическая деятельность, причём в основном на поверхности суши, а не под водой, как в предыдущие геологические эпохи. Это было связано с более широким распространением континентов, что в свою очередь было вызвано накоплением значительных масс земной коры континентального типа.

Следующий за палеопротерозоем период протерозойской эры — мезопротерозой, характеризуется формированием первого в истории Земли суперконтинента Родинии, о чём свидетельствуют совпадения на краях литосферных плит Северной Америки и Антарктиды. Произошло это событие 1150 млн. лет. Родиния, как считают некоторые учёные не являлась первым суперконтинентом в истории Земли, хотя достоверных фактов такого утверждения не найдено до сих пор.

900 млн. лет назад Родиния начала раскалываться. В результате раскола образовалось как минимум 8 крупных фрагментов или континентов.

На протяжении протерозойской эры произошло несколько эпох тектогенеза (складчатости). Так около 2 млрд. лет назад закончилась раннекарельская (Балтийский щит) или эбурнейская (Западная Африка) эпоха, длившаяся 250 млн. лет, которая вместе с последующей позднекарельской эпохой (гудзонской для Канадского щита и майомбской для Африки), протекавшей около 1700 млн. лет назад, сыграла решающую роль в формировании фундаментов всех древних платформ. Тектоно- магматические эпохи в интервале 1700- 1400 млн. лет (например, лаксфордская в Шотландии — около 1400 млн. лет) установлены лишь на отдельных континентах.

Планетарное значение имеет готская (Балтийский щит), или эльсонская (Канадский щит), эпоха эктазия-стения, но она выразилась не столько в складчатости геосинклинальных образований, сколько в повторном метаморфизме и гранитизации отдельных зон в пределах фундамента древних платформ. Следующая эпоха — дальсландская (Балтийский щит), гренвильская (Канадский щит), или сатпурская (Индостан), на рубеже эктазия и стения, явилась первой крупной эпохой складчатости геосинклинальных поясов Южной Америки и Вест-Индии.

Наконец с протерозоем связана байкальская складчатость, происходившая в течении тония, и предшествовавшая каледонской тектонической эпохе раннего палеозоя. Термин «байкальская складчатость» был предложен в 1932 г. Н.С. Шатским. Продолжительность складчатости первоначально принималась от завершения формирования толщи поднятия Балтийского щита (1200 млн. лет) до нижнего или даже местами до среднего кембрия (500 млн. лет). После детального изучения геологического строения Южной Скандинавии выяснилась вероятность существования на этом отрезке истории Земли не одной, а двух эпох: дальсландской (или раннебайкальской) и байкальской (или позднебайкальской) с границей между ними на уровне 900 млн. лет. Типичными районами развития геосинклинальных образований, сформировавшихся в результате байкальской складчатости (байкалид), являются складчатые системы южного обрамления Сибирской платформы. Байкалиды образуют древние ядра многих палеозойских складчатых массивов Урала, Таймыра, Казахстана, Тянь-Шаня, вероятно, значительных пространств фундамента Западно-Сибирской равнины и др. Присутствие древних массивов байкальской складчатости, в той или иной степени регенерированных альпийскими тектоническими движениями, установлено на Кавказе, в Афганистане, Иране и Турции. Одновозрастные с байкалидами структуры широко развиты на всех континентах. Структурный план Земли, созданный в течение байкальской складчатости, предопределил размещение главнейших структурных элементов Земли на протяжении всей её последующей истории.

В Западной Европе (Франция) аналогом байкальской складчатости является кадомская, или ассинтская складчатость. В Индии ранним байкалидам (дальсландидам) соответствует складчатость сингбумэринаура, мусгравиды, в Австралии и Северной Америке — гренвильский комплекс, в Южной Америке — минасский комплекс. В пределах многих древних платформ байкальская тектоническая эпоха явилась временем формирования древних тектонических борозд (авлакогенов), заполнявшихся мощными массами осадочных и осадочно- вулканогенных пород, слагающих нижние горизонты чехлов этих платформ.

Подобные авлакогены установлены бурением и геофизическими исследованиями в глубоких частях Восточно- Европейской и Сибирской платформ (Пачелмский, Московский, Среднерусский и др.).

Южные древние платформы Земли в период байкальской складчатости испытали процессы магматизма и метаморфизма.

Гидросфера и атмосфера. Климат

К началу протерозоя масса воды в гидросфере Земли увеличилась настолько, что отдельные протоокеаны стали сливаться в единый Мировой океан и его поверхность покрыла средний уровень рифтовых зон на гребнях срединно-океанических хребтов. На этом первом тектоно-геохимическом рубеже за счёт проникновения океанской воды в рифтовые зоны степень гидратации океанической коры раннего протерозоя стала резко возрастать. Примерно за 600 млн. лет океаническая кора полностью насытилась водой, и около 2 млрд. лет назад поверхность океана уже успела «оторваться» от гребней срединно-океанических хребтов и вновь начала повышаться.

Резкое увеличение степени гидратации океанической коры в раннем протерозое сопровождалось столь же резким усилением поглощения диоксида углерода с образованием карбонатов. В результате в начале раннего протерозоя парциальное давление диоксида углерода в земной атмосфере стало даже несколько более низким, чем современное.

Несмотря на резкое уменьшение концентрации диоксида углерода в раннепротерозойской атмосфере, содержание кислорода в ней по-прежнему оставалось низким: всего 1% от текущего уровня. Связано это было с тем, что в мантии раннепротерозойского возраста ещё сохранилось 4-6% металлического железа и оно продолжало играть роль мощного поглотителя кислорода. При этом реакция окисления железа, по-видимому, происходила в два этапа. Вначале металлическое железо, поступавшее в рифтовые зоны вместе с горячими мантийными породами, окислялось до двухвалентного состояния, а после выноса растворимых в воде двухвалентных гидроксидов железа в открытый океан окислялось до трёхвалентного состояния уже кислородом, вырабатывавшимся из водорослей и железоокисляющих бактерий. Трёхвалентное железо, нерастворимое в воде, выпадало в осадок и накапливалось вместе с кремнезёмом в залежах железных руд.

Таким образом, к концу раннего протерозоя, около 2•10 9 лет назад, атмосфера Земли в основном состояла только из азота с небольшими добавками водяного пара, аргона, сотых долей процента диоксида углерода и кислорода. Кстати, эта дата — время начала первого «кризиса загрязнения» — загрязнения атмосферы кислородом. За неполных 200 млн. лет его содержание в протерозойской атмосфере выросло в 15 раз, достигнув 15% от текущего уровня. Основным поставщиком атмосферного кислорода были фотосинтезирующие растения и бактерии, возникшие ещё в архейскую эру.

Вместе с изменением количественного состава атмосферы и снижением парциального давления диоксида углерода в раннем протерозое начался меняться климат Земли. Прежде всего уменьшился парниковый эффект, что существенно понизило температуру земной поверхности. В тоже время светимость Солнца ещё оставалась примерно на 10% ниже современной. Результатом действия всех перечисленных факторов было наступление около 2,5•10 9 лет назад первого в истории Земли ледникового периода, однако достоверных свидетельств его существования до сих пор не найдено.

Спустя 1700 млн. лет — в криогении, наступил ещё один ледниковый период, по мнению многих учёных, — самый масштабный в истории Земли. В это время льдом была покрыта практически вся планета (теория Snowball Earth или «Земля-снежок») и температуры на экваторе были похожи на таковые в современной Антарктиде. Доказательством распространения льда на обширной территории было нахождение во многих местах ледниковых отложений — тиллитов. Они найдены в Экваториальной Африке, Австралии, на Урале, Тянь-Шане, Восточно-Европейской платформе (Белоруссия), в Скандинавии (Норвегия), Гренландии и Скалистых горах.

Основная причина криогенского ледникового периода была той же, что и причина наступления первого ледникового периода: снижение концентрации в атмосфере диоксида углерода или углекислого газа.

Так почему же верхнепротерозойский ледниковый период был гораздо более «мощным»? Этому способствовало расположение материков во время криогения в непосредственной близости от экватора. Дело в том, что когда Земля охлаждается, в силу каких-либо причин, реакция извлечения углекислого газа из атмосферы замедляется, тем самым препятствуя дальнейшему охлаждению. Но расположение материков в тропических широтах не позволяло замедлить темпы удаления углекислого газа, в результате чего ледники продвинулись до экватора, а высокая отражательная способность льда способствовала дальнейшему охлаждению.

Криогенский ледниковый период закончился примерно 635 млн. лет назад, причём очень внезапно. За то время, пока Земля была скована многометровым слоем льда, в её атмосфере, благодаря вулканическим взрывам, постепенно росло количество углекислого газа, ведь механизм его удаления уже не работал. Достигнув уровня в 350 раз превышающий современный, углекислый газ, как один из важнейших парниковых газов, способствовал разогреву атмосферы и дальнейшему процессу освобождения ото льда всё больших площадей: сначала на экваторе, а затем и в более высоких широтах.

Таяние льдов, в результате которого в воду попали многие биогены, а также практически полное исчезновение металлического железа из мантии, способствовали быстрому росту парциального давления кислорода: во-первых — произошёл взрывной рост популяций цианобионтов, а во-вторых — перестал действовать механизм связывания атмосферного кислорода железом. Наступил всплеск биоразнообразия, на основании чего ранее выделялся даже особый период протерозойской эры — венд.

На рубеже архея и протерозоя переход состава атмосферы от химически активного углекислотного к нейтральному, безусловно, должен был сказаться и на организации земной жизни.

По-видимому именно это событие послужило толчком к возникновению принципиально новых — эукариотных форм одноклеточных организмов и водорослей с чётко обособленным ядром и другими органоидами. Среди этих эукариотов были представители 3-х царств: грибов, растений и животных, разнообразие которых особенно возросло во второй половине протерозоя — 1700-542 млн. лет назад (ранее этот период назывался рифей). В начале этого временного промежутка появились одноклеточные растения, затем — примерно 1 млрд. лет назад — многоклеточные растения (зелёные и красные морские водоросли) и одноклеточные животные, и наконец 700 млн. лет назад возникли первые представители многоклеточных животных.

Наиболее древними находками многоклеточных животных являются, по-видимому, Charnia и Charnodiscus из толщи Чарнвуд-Форест в Великобритании. Богатая фауна неопротерозоя открыта в районе Эдиакара в Южной Австралии, где найдено около 1600 экземпляров животных, на основании изучения которых австралийскими геологами М. Глеснером и М. Уэйдом описано около 30 видов. Более 60% коллекции района относится к кишечнополостным. Особенно многочисленны медузы (Beltanella, Medusinites, Cyclomedusa) и проблематичные формы, близкие современным морским перьям (Rangea, Arborea). Велико разнообразие кольчатых червей (5 видов многощетинковых червей родов Spriggina, Dickinsonia). Кроме них имеются членистоногие (Precambridium) и животные неясного систематического положения (Tribrachidium).

Разнообразие фауны района, в т.ч. новых, до этого не известных науке видов животных, позволило учёным назвать её эдиакарской, по месту обнаружения. Впоследствии представители эдиакарской фауны были найдены во многих местах земного шара, в том числе в Северной и Южной Америке, в Африке, на Ньюфаундленде. На территории СНГ наиболее богатые сборы многоклеточных животных этой фауны сделаны в Приднестровье и на Летнем берегу Белого моря (Онежский полуостров), где известны медузоидные (Cyclomedusa plana, Pteridinium Dickinsonia) и другие формы. В скважинах на Восточно-Европейской платформе, примерно в тех же горизонтах, встречены своеобразные Vendia sokolovi и Beltanelliformis brunsae. Отдельные находки представителей эдиакаровой фауны имеются в разных районах Сибири.

Таким образом представители эдиакарской фауны были очень широко распространены по всей Земле, т.е. развитие мягкотелых многоклеточных животных, не имеющих минерального скелета, таких как книдарии, кольчатые и плоские черви, членистоногие и иглокожие, было общепланетарным. Жизнедеятельность животных протерозойской эры проявилась в виде следов ползания, проедания грунта, вырытых норок и отпечатков. Особенно впечатляют микрофоссилии, имеющие стенку органического происхождения. Такие микрофоссилии представлены не только бактериями, цианобионтами, беспозвоночными животными, нитчатыми водорослями, но, по-видимому, и спорами мхов. Если это так, то первыми наземными растениями могли быть верхнепротерозойские мхи.

Ну и конечно же были широко распространены строматолитовые известняки или строматолиты, сформированные цианобионтами в симбиозе с бактериями, ставшими первыми строителями рифов в истории Земли. Строматолитовые постройки во множестве родов, таких как Kussiella, Baicalia, Conophyton, Gymnosolen, Boxonia, Linella, были распространены в мелководных морях всего мира, но приблизительно 700 млн. лет назад их разнообразие начинает резко уменьшаться. По одной из теорий этому способствовали эукариотические травоядные организмы, деятельность которых положила начало кремнезёмной биоминерализации.

Важное значение для деления мезо- и нео- протерозоя имеют микрофитолиты, представляющие собой различные органогенные стяжения и сгустки, приуроченные к карбонатным породам (Vesicularites, Osagia и др.). Также в отложениях встречаются акритархи — мелкие тельца растительного происхождения размером 20-50 мкм, принимавшиеся ранее за споры и имеющие определённое стратиграфическое значение. Наиболее крупные из них (2- 3 мм) были описаны как Chuaria wimani Brotzen.

Морские и континентальные отложения мезо- и нео- протерозоя широко распространены на всех материках. Платформы в этот временной промежуток занимали несколько меньшую площадь, чем в палеозое, особенно в Южном полушарии. Они представляли собой плоскую сушу, на которой происходил размыв нижнепротерозойских пород на больших площадях, сложенных гнейсами и гранитами. Продукты разрушения пород накапливались в прогибах; так формировались толщи кварцевых и аркозовых песчаников на Восточно-Европейской, Северо-Американской и других платформах. Во внешних прогибах геосинклинальных систем наряду с песчаными породами отлагались глинистые толщи, карбонатные породы со строматолитами и в отдельных случаях флиш, например на Тянь-Шане.

В конце протерозойской эры в связи с эпохой байкальской складчатости на широких площадях отлагались молассы (Урал, Енисейский кряж, Восточный Саян, Прибайкалье, Скандинавские горы, Скалистые горы).

К отложениям верхнего протерозоя приурочены месторождения железных руд (Южный Урал, Енисейский кряж, Тянь-Шань), фосфоритов (Западная Сибирь, Прибайкалье). С карбонатными толщами связаны свинцово-цинковые месторождения (Горевское на Ангаре и др.).

В Экваториальной Африке к породам протерозойской эры приурочены также богатейшие месторождения руд меди, кобальта и урана. Отложения терминального неопротерозоя на Сибирской платформе включают газоконденсатные месторождения (Марковское в Иркутской области и др.).

источник

Литосфера протерозоя. В течение протерозоя, продолжавшегося с 2600 до 535 млн. лет назад, накопился мощный комплекс ныне метаморфизованных обломочных и вулканогенно-обломочных отложений. Протерозой подразделяют на:

поздний (1,65-0,57 млрд. лет), состоящий из 2 интервалов:

от 1,65 до 0,65 млрд. лет — рифейский эон;

0,65-0,54 млрд. лет — вендский период.

Ранний протерозой характеризуется образованием первых платформ, получивших название древних (или протоплатформ от греч. «протос» — первый). Имеются данные, указывающие на то, что в начале протерозоя (2,5-2,1 млрд. лет назад) на Северо-Американском континенте и в Южной Африке существовали ледниковые образования. Древнейшие ленточные глины и ледниковые морены обнаружены среди верхнепротерозойских отложений в различных районах земного шара. 1000-600 млн. лет назад ледниковые покровы появились трижды (рис.11.2.) в пределах Северной и Южной Америк, Гренландии, Австралии, Центральной и Южной Африки, Русской платформы, Урала, Казахстана, Южного Китая и Кореи.

Поздний протерозой. Следующая мощная складчатость, названная байкальской, произошла на огромных пространствах в конце протерозоя. В это время на Земле появились грандиозные горные поднятия — байкальские складчатые структуры (байкалиды). Платформы, образовавшиеся в результате проявления байкальской складчатости, называются эпибайкальскими (греч. «эпи» — после) платформами. Протерозойские горно-складчатые структуры, видимо, были очень высокими.

К концу протерозойской эры под воздействием процессов внешней динамики — выветривания и денудации докембрийские горно-складчатые сооружения были, по-видимому, в значительной степени разрушены и снивелированы.

Предположительно около 1,1 млрд. лет назад сформировался суперконтинент «Родиния» (от русского «родина»), или «Пангея-0», который распался примерно 750 млн. лет назад, и один океан – Миро́вия (от русск. мировой). Родиния считается древнейшим материком на планете, однако её позиция и очертания всё ещё являются предметами споров. Существуют предположения, что до нее существовали отдельные разрозненные континенты.

Вендские отложения почти повсеместно резко отделяются от нижележащих перерывом. Метаморфизм отложений венда много слабее, чем протерозойских, а разнообразие осадочных пород больше. В ряде районов мира, в том числе на Русской равнине, в Африке. Австралии, Китае, обнаружены ледниковые отложения – тиллиты.

Биосфера протерозоя. В протерозойских отложениях чаще, чем в архейских, встречаются строматолиты — следы жизнедеятельности колониальных фотосинтезирующих одноклеточных бактерий и сине-зеленых водорослей. Они найдены в нижнепротерозойских кремнистых сланцах (2,5-2,0 млрд. лет назад) Карелии и Кольского полуострова (Россия) и в районе озера Онтарио (США и Канада). Обнаружены строматолиты также в осадочных породах верхнего протерозоя.

В раннем рифее, видимо, появились первые многоклеточные существа – черви — илоеды. Они пропускали через себя переполненные питательным веществом верхние слои морского ила и улавливали живые бактерии и водоросли, которые в нем обитали. На это указывают сохранившиеся следы их зарывания — затвердевшие мелкие червеобразные комочки илистого грунта, прошедшие через их кишечник. В отложениях верхнего протерозоя (800-700 млн. лет назад) обнаружены редкие остатки кишечнополостных, членистоногих и других беспозвоночных животных. В конце рифея появились разнообразные животные и крупные (до 1 м в длину) водоросли (рис.8.2.).

Органический мир венда значительно богаче, чем рифея. Он характеризуется обилием водорослевых построек и содержанием некоторых других органических остатков, отличных от комплексов рифея. Кроме групп, появившихся в протерозое, встречаются радиолярии, губки, медузы, кольчатые черви, членистоногие. Многие эти организмы были лишены внешнего или внутреннего скелета, и их остатки представлены отпечатками мягких тканей. По обилию и уровню развития вендские организмы более близки к фанерозою.

Полезные ископаемые. С криптозойскими отложениями связаны месторождения разнообразных полезных ископаемых. Так, в архее выявлены месторождения руд хромитов (Австралия, Северная Америка, Африка), медноникелевых руд, золота, железа (Канадский, Балтийский щиты, Австралия), колчеданно – медно – золото — серебряная минерализация, редкометалльные пегматиты и др. Открыты крупнейшие месторождения железных руд, называемых джеспилитами (англ. «джаспер» — яшма), или железистыми кварцитами.

Это — глубоко метаморфизованные слоистые кварцево-железистые породы, осадочного или вулканогенно-осадочного происхождения. Некоторые ученые считают, что джеспилитовые месторождения железных руд образовались в результате деятельности железобактерий. Они известны в протерозое России, Украины, Северной Америки, Бразилии, Индии, Южной Африки. В России к ним относятся, в частности, месторождения железных руд Курской магнитной аномалии, а также месторождения Карелии, Кольского полуострова, Восточной Сибири. Железистые кварциты района Исуа в Гренландии являются древнейшими датированными горными породами Земли (3,76 млрд. лет).

Среди полезных ископаемых протерозоя, кроме железных руд, главное место занимают руды марганца, никеля, кобальта, меди, хрома, полиметаллов и урана, золото и алмазы. С вендскими отложениями связаны месторождения меди. свинца, цинка бокситов, фосфоритоф, нефти и горючих газов, гипса и каменной соли.

источник

Протерозойская эра, следующая после эры архейской, длилась 2 млрд лет. Протерозойская эра, по мнению ученых, делится на три периода:

1. Палеопротерозой (2,5 млрд лет – 1,6 млрд лет);
2. Мезопротерозой (1,6 млрд лет – 1 млрд лет);
3. Неопротерозой (1 млрд лет – 542 млн лет).

Первый период протерозойской эры продолжается 900 млн лет и, в свою очередь, делится на 4 этапа:

• Сидерий. Продолжительность составляет 200 млн лет;
• Риасий. Длится 250 млн лет;
• Орозирий. Занимает временной промежуток в 250 млн лет;
• Статерий. Продолжается 200 млн лет.

Вначале палеопротерозоя происходит кислородная революция. Огромная часть живых микроорганизмов на нашей планете в этот временной интервал является анаэробами. Для них кислород – яд. В результате переизбытка кислорода в атмосфере произошло многочисленное вымирание живых существ. На планете остаются лишь те микроорганизмы, которые осуществляют фотосинтез. А также те, которые живут в среде, где отсутствует кислород. Следствием этих событий является Гуронское оледенение, которое длится около 300 млн лет. В конце палеопротерозоя образуется континент Колумбия, формируются горные массивы. В период орозирия в Землю врезаются 2 крупных астероида, следы от которых мы можем наблюдать и сейчас. Один из них падает в Канаде и образует кратер Садбери. След от второго находится в ЮАР – кратер Вредефорт.

Средний период протерозойской эры длится 600 млн лет и состоит из 3 этапов:

• Калимий (200 млн лет);
• Эктазий (200 млн лет);
• Стений (200 млн лет).

Распадается материк Колумбия. Его части найдены в современных Америке, Африке, Сибири, Корее. Формируется новый суперматерик Родиний, который распадается в конце мезопротерозоя. Активно развиваются процессы полового размножения у живых микроорганизмов. Происходит прогресс в эволюции живых существ – в это время у эукариот формируются половые клетки, из которых появляются новые организмы. Ученые утверждают, что именно во время мезопротерозоя были образованы геологические платформы материков, дошедшие до нашего времени. Хотя первоначально они были иных форм и находились в другой последовательности.

Последний период протерозойской эры продолжается около 460 млн лет. Состоит он из 3 этапов:

• Тоний (150 млн лет);
• Криогений (215 млн лет);
• Эдиакарий (93 млн лет).

Многочисленные извержения вулканов приводят к тому, что континент Родиний распадается на 8 частей, а единый океан делится на несколько океанов. В период криогения происходит образование материка Паннотия. Еще одно важное событие криогенийского этапа неопротерозоя – второй ледниковый период, который охватывает почти всю поверхность планеты. Продолжается эволюция живых организмов. Появляются животные с мягкой телесной оболочкой и подобием скелета.

На основании обнаруженных следов от горных массивов, пустынь, морских отложений и вулканических пород ученые делают выводы о том, что климат протерозойской эры был многообразен, а на Земле происходили активные континентальные преобразования.

Климатические изменения начались приблизительно в конце палеопротерозоя. Произошло уменьшение парникового эффекта, что, в свою очередь, привело к понижению температуры в атмосфере нашей планеты. Эти события положили начало самому длительному ледниковому периоду. А за ним наступил еще один, во время которого температура воздуха на экваторе сравнялась с температурой современного Северного полюса.

Эволюция животного мира протерозойской эры начинается с окончанием оледенения. На самой верхней ступени эволюционной лестницы данной эры, по мнению ученых, стоят ракоскорпионы. Это четырехглазые существа с 12 лапами и телом, состоящим из нескольких разделов и покрытым остроконечными иглами. Грудь и голову надежно защищает крепкий панцирь. Тело ракоскорпионов заканчивается прямым шипом, который соединен с железой, вырабатывающей яд. Этот шип используется животными и для защиты от подобных им существ, и для нападения на более слабых. Размер наиболее крупных особей достигал 3 метра в длину. Самые маленькие были всего 10 см. Этих хищников не останавливали даже твердые раковины брахиопод и моллюсков.

К концу неопротерозоя появляются кольчатые черви и медузы. Позже от них взяли свое происхождение двустворчатые моллюски и членистоногие.

Поскольку в период протерозойской эры на планете преобладала вода, большинство живых организмов существовало в придонных толщах океана. На суше могли выжить только бактерии, которые с легкостью акклиматизировались в новых условиях.

Одним из главных событий в эволюционном процессе стало то, что живые организмы научились взаимодействовать друг с другом для выживания в тяжелых условиях. Они начали совместную жизнь, в которой каждый микроорганизм отвечал за свою функцию. Так развивались первейшие многоклеточные представители фауны. На протяжении всей протерозойской эры клетки совершенствовались, активнее партнерствовали между собой. К середине Протерозоя живые организмы научились самовоспроизведению при половом размножении. В конце эпохи появились гидроподобные существа. К данному временному отрезку относят разделение животных, грибов и растений.

Во время протерозойской эры на поверхности Земли была голая пустыня с холодным климатом и частыми оледенениями. Лидерство прокариот сменилось на господство эукариот. Появляются водоросли, крепящиеся ко дну водоемов. В середине периода начинают развиваться низшие грибы.

Новейшими жителями океана становятся жгутиковые – организмы, стоящие на границе между фауной и флорой. Вскоре они разделятся и образуют новые виды растений и животных. После грибов появляются губки, археоциаты и прочие сложные организмы. 650 млн лет назад морские берега начинают зеленеть. Их покрывают единственные на тот момент сложные растения, схожие с водорослями. А произошло это в связи с тем, что в атмосфере Земли, насыщенной кислородом, сформировался озоновый слой, не пропускающий солнечную радиацию.

В процессе формирования осадочных отложений активное участие приняли бактерии. Самые крупные месторождения железной руды имеют органическое происхождение. Это продукты жизнедеятельности железобактерий.

К отложениям протерозойской эры относятся многочисленные залежи природных богатств – драгоценные и полудрагоценные камни, золото и серебро, железные и никелевые руды, кварц, кобальт, медь и молибден, висмут и вольфрам, различные радиоактивные минералы. На юге современной Украины в ту эпоху находился океан, окруженный горными массивами. Тысячелетиями горы выветривались и оседали на дне океана. К концу эры на его месте возник горный хребет, а осадочные отложения видоизменились. Так произошло формирование месторождения железной руды в Криворожском бассейне.

Учеными обнаружены многочисленные окаменелости протерозойской эры. Их называют «акритарх». В переводе с греческого языка это означает – неясное происхождение. Как становится понятно из названия, никто точно не может определить, что это такое. Окаменелости включают в себя частицы живших тогда организмов, которые очень сложно распознать. В некоторых окаменелостях заключены спиралевидные формы жизни, которые половина ученых идентифицирует как водоросли. Другие организмы похожи на предков современных червей. Ученым предстоит непростая работа по определению, к какому виду живых организмов относятся те или иные останки.

Более подробно периоды Протерозойской эры будут рассмотрены в следующих лекциях.

источник