Базовая опора: Четвертичный период: плейстоцен, голоцен и меняющиеся экосистемы
Повторение материала базового уровня перед углублённым разбором. Разберём чередование ледниковых и межледниковых условий, изменение уровня моря, расселение людей и судьбу крупных животных без простой истории «всё объяснил один фактор».
Федеральная программа · углублённый уровень · 11 класс
Происхождение и развитие жизни на Земле
Элементы программы, раскрываемые в этом уроке:
- Антропогеновый / четвертичный период кайнозоя
- Плейстоцен и голоцен как разные эпохи
- Ледниковые и межледниковые условия
- Связь наземного льда, уровня моря и путей расселения
- Изменение растительности и сообществ крупных животных
- Расселение людей и многофакторность исчезновения мегафауны
- Геологические и биологические свидетельства прошлого климата
- Нынешний голоцен и отличие неформального слова «антропоцен»
Как это устроено
В официальной геологической шкале после неогена идёт четвертичный период с плейстоценом и голоценом. Школьный термин «антропоген» относится к этому периоду, но не означает, что жизнь человека начала его точно с первым Homo sapiens. Слово «антропоцен» часто применяют для описания влияния людей, однако предложение сделать его отдельной формальной эпохой было отклонено стратиграфическими органами; голоцен остаётся текущей эпохой. Эти три названия нельзя подменять друг другом.
В плейстоцене большие ледяные покровы неоднократно расширялись и отступали. Во время роста наземного льда часть воды удерживалась на суше и средний уровень моря мог снижаться; при таянии — повышаться. Поэтому менялись береговые линии и доступность путей расселения, в том числе области Берингии. Но положение берега зависит также от движения суши и местных условий, а ледниковые этапы не покрывали всю Землю сплошным льдом. Чтобы восстановить событие, сравнивают отложения, датировки и независимые климатические показатели.
Пыльца в озёрных слоях, ледниковые отложения, ископаемые животных и морские осадки отвечают на разные вопросы. Пыльца помогает судить о растительности, но переносится ветром; валун может сообщать о прошлом леднике, но не о точной температуре воздуха; кости показывают присутствие определённых организмов при условии надёжного датирования. Нельзя назвать каждый плейстоценовый слой «ледниковым»: внутри эпохи были и межледниковые интервалы. Голоцен также не был совершенно неизменным.
Некоторые крупные плейстоценовые животные исчезли около конца ледниковой истории, но время и причины различались между видами и материками. Исследуют сочетание климатических изменений, перестройки растительности, численности людей и охоты, а для конкретной линии — датированные находки и распределение популяций. Один наконечник рядом с костью не доказывает уничтожения всего вида людьми; исчезновение одного местообитания не объясняет автоматически каждый континент. При этом другие крупные животные пережили переход к голоцену.
Homo sapiens появился в истории плейстоцена и затем расселился по многим регионам; подробности антропогенеза рассматриваются в отдельном уроке по ветвям и свидетельствам. Здесь важно не связывать слово «человек» только с началом голоцена и не превращать расселение в одну стрелку по карте. Для каждого маршрута сравнивают археологические, генетические и геологические данные. Современное изменение климата нельзя просто назвать очередным неизбежным повторением плейстоценового цикла: нынешние причины и скорости изменений исследуют отдельно.
Словарь урока
Каждое понятие — с примером
- Четвертичный период
Нынешний третий период кайнозоя после неогена, включающий плейстоцен и голоцен; в школьной ФРП его также называют «антропогеном», что не равно формальному выделению новой эпохи «антропоцен».
Пример: Все ныне живущие люди существуют в четвертичном периоде, но сам период начался раньше появления Homo sapiens.
- Плейстоцен
Первая и более длительная эпоха четвертичного периода до голоцена, включавшая неоднократные изменения размера ледяных покровов, уровня моря и состава экосистем.
Пример: Плейстоценовые кости мамонтов и ледниковые отложения относятся к разным событиям внутри длительной эпохи.
- Голоцен
Текущая эпоха четвертичного периода после последнего крупного плейстоценового ледникового этапа; её природные условия и влияние человека менялись и продолжают меняться.
Пример: Современное население живёт в голоцене, который не является новым геологическим периодом после четвертичного.
- Ледниковый интервал
Промежуток времени, когда крупные наземные ледяные покровы расширяются при соответствующих климатических условиях; холод и площадь льда различаются по регионам.
Пример: Во время одного плейстоценового ледникового интервала ледяной покров расширялся в Северной Америке, но не покрывал всю планету.
- Межледниковый интервал
Относительно тёплый промежуток между крупными ледниковыми этапами, когда часть наземного льда отступает и условия меняются; не гарантирует неизменный климат внутри интервала.
Пример: Голоцен относится к нынешнему межледниковому состоянию, но это не означает отсутствие льда в Антарктиде и Гренландии.
- Ледниковый покров
Большая масса многолетнего наземного льда, распространяющаяся на значительную площадь и способная влиять на уровень моря, рельеф и местные экосистемы.
Пример: Рост наземного ледяного покрова удерживает часть воды вне океана и может способствовать снижению среднего уровня моря.
- Берингия
Область суши и прилегающих территорий между северо-восточной Азией и Северной Америкой, площадь и условия которой менялись вместе с уровнем моря и климатом.
Пример: При более низком уровне моря часть нынешнего Берингова пролива была сушей, что могло открывать пути расселения животных и людей.
- Мегафауна
Условное название крупных животных; граница по массе зависит от исследования, поэтому термин не обозначает один вид или единую родственную группу.
Пример: Мамонты и некоторые гигантские ленивцы относятся к разным линиям крупной плейстоценовой фауны.
- Шерстистый мамонт
Вымерший представитель слоновых, известный по костям, зубам и некоторым хорошо сохранившимся остаткам позднего плейстоцена; его популяции жили в определённых холодных открытых местообитаниях.
Пример: Кость мамонта в одном слое не означает, что все четвертичные животные и территории были одинаково холодными.
- Многофакторное исчезновение популяций
Объяснение утраты популяций через сочетание возможных воздействий, вклад которых может различаться по видам и регионам и должен проверяться данными.
Пример: Для исчезновения отдельных крупных животных исследуют изменение климата, растений, численности людей и охоты, не назначая одну причину всем случаям.
- Ледниковое отложение
Материал, перемещённый или оставленный ледником либо связанными с ним водными потоками; его форма и положение помогают восстанавливать местную историю льда.
Пример: Валун в несвойственной местной породе может быть перенесён древним ледником, но вывод проверяют по окружающему осадку.
- Пыльцевая летопись
Последовательность сохранившейся пыльцы в слоях озера или болота, которую используют для исследования смены местной и региональной растительности при учёте переноса пыльцы.
Пример: Изменение доли пыльцы древесных и травянистых растений в датированных слоях помогает обсуждать изменение окружающих местообитаний.
- Антропоцен как неформальное понятие
Название для заметного влияния людей на Землю, используемое в разных науках и общественной речи; Международная комиссия по стратиграфии не утвердила его как формальную эпоху, сменившую голоцен.
Пример: Можно обсуждать современное влияние человека, не переписывая официальную геологическую шкалу: мы всё ещё живём в голоцене.
Пример по шагам
В подписи написано: «Плейстоцен — сплошной лёд; мамонты исчезли только из-за людей; сейчас официальная эпоха антропоцен». Исправьте три утверждения.
- Плейстоцен включал несколько ледниковых и межледниковых интервалов, а лёд покрывал определённые регионы, не всю планету.
- Для разных популяций крупных животных проверяют климат, растительность и человеческое воздействие, а не назначают одну доказанную причину всем мамонтам.
- Формальная нынешняя эпоха — голоцен; «антропоцен» употребляют как понятие о человеческом влиянии, но не утвердили отдельной эпохой шкалы.
Вывод: Точные определения времени и масштаба не дают смешать научные свидетельства с удобной, но неверной общей историей.
Практическая работа
Не одна ледниковая картинка
- На условной шкале отметьте несколько ледниковых и межледниковых интервалов плейстоцена и начало голоцена, используя официальную шкалу лишь для границ эпох.
- Сравните карточки с пыльцой, ледниковым отложением и костями крупного животного: для каждой запишите прямое наблюдение, датировку и допустимый вывод.
- Для одного исчезнувшего вида составьте таблицу проверяемых гипотез о климате, растительности и людях, не объявляя их равнозначными или доказанными без данных.
Что можно заключить: Четвертичная история состоит из повторных изменений и региональных различий; разные свидетельства проверяют разные части объяснения.
Безопасность: Используйте опубликованные данные и готовые образцы; не посещайте неустойчивые ледники, пещеры и обрывы ради самостоятельного сбора материала.
Попробуйте сами
Запишите своё решение, затем сравните его с разбором. Развёрнутые ответы автоматически не оцениваются.
Открываем задания…
Сверка содержания
Раздел и элементы содержания сверены с федеральной программой. Текст и учебные схемы созданы для Умблика; схема не передаёт реальные размеры.
- ФРП СОО «Биология», углублённый уровень, 10–11 классы
- ФРП биологии 10–11 классов, базовый уровень
- Международная комиссия по стратиграфии: четвертичный период
- NPS: плейстоцен и голоцен
- USGS: лёд и уровень моря
- Natural History Museum: причины исчезновения мегафауны
- ICS: решение по формальному статусу антропоцена
- ФРП биологии 10–11 классов, углублённый уровень