Кембрий, ордовик и силур: моря, оледенение и первые наземные сообщества
Разберём три периода по отдельности: какие находки показывают изменения морской жизни, почему в конце ордовика упал уровень моря и что действительно известно о раннем освоении суши.
Федеральная программа · базовый уровень · 11 класс
Возникновение и развитие жизни на Земле
Элементы программы, раскрываемые в этом уроке:
- Кембрийский, ордовикский и силурийский периоды палеозоя
- Разнообразие морских животных и границы ископаемой летописи
- Геологические процессы и изменение уровня моря
- Позднеордовикское оледенение и вымирание
- Ранние свидетельства растений и членистоногих на суше
- Силурийские сосудистые растения и морские экосистемы
Как это устроено
Кембрий начинается задолго после появления первых клеток: до него существовали архейская и протерозойская истории жизни. В кембрийских морских породах особенно заметны животные с минерализованными частями. Это одновременно результат эволюции разных линий и особенностей сохранения: наличие многих ископаемых не доказывает внезапное появление всей жизни. Трилобит — удобный конкретный пример, но по его твёрдому панцирю нельзя автоматически восстановить цвет, поведение и всю пищевую сеть.
В ордовике разнообразились морские беспозвоночные и менялись сообщества в разных бассейнах. Сравнивают не картинки «до» и «после», а датированные слои, остатки организмов и условия образования пород. Одновременно существуют указания на очень раннее присутствие растений на суше, в частности ископаемые споры; отдельная спора не раскрывает полное строение её растения. Нельзя утверждать, будто все наземные растения появились уже как современные леса.
К концу ордовика области Гондваны у Южного полюса подверглись оледенению. Часть океанской воды накапливалась в ледниках, уровень моря снижался, а площади мелководных местообитаний менялись. Кризис затронул многие морские линии, но не уничтожил всю морскую жизнь. Связь климата, уровня моря и вымирания устанавливают сопоставлением нескольких типов геологических и ископаемых данных; одна ледниковая порода не является полной причиной для каждой исчезнувшей группы.
После ордовикского кризиса силурийские моря содержали новые сочетания выживших и развивавшихся линий. На суше известны ранние сосудистые растения, но их ископаемые остатки часто фрагментарны. Силурийские следы и остатки членистоногих помогают изучать наземную жизнь, однако дату древнейшей известной находки нельзя без оговорки назвать точной датой первого выхода всех животных на сушу. Разные линии осваивали сушу независимо и длительно.
Чтобы сделать вывод по ископаемому, нужно разделить три вопроса: что видно в образце, какого возраста порода и какой вывод допускает сравнение. Например, отпечаток трилобита показывает форму частей панциря; датировка слоя относит образец к интервалу, а сравнение с другими находками помогает оценить родство. Но ни один шаг сам по себе не сообщает, что происходило во всех морях и на всех материках данного периода. Поэтому учебная схема периодов — карта свидетельств, не фотография планеты.
Словарь урока
Каждое понятие — с примером
- Кембрийский период
Первый период палеозойской эры, для которого сохранилось много морских ископаемых животных с твёрдыми частями и отдельные местонахождения мягкотелых форм; жизнь существовала задолго до его начала.
Пример: Кембрийские трилобиты сохраняются чаще мягкотелых животных, потому что их наружный скелет легче оставить в породе.
- Кембрийское разнообразие
Заметное в ископаемой летописи расширение форм и экологических способов жизни животных в кембрии; слово «взрыв» не означает, что все животные возникли мгновенно или одновременно.
Пример: В морских отложениях встречаются остатки животных с разными способами движения и питания, но не вся древняя жизнь представлена одинаково полно.
- Трилобиты
Вымершая группа морских членистоногих с членистым телом и обычно минерализованным наружным скелетом; название связано с тремя продольными частями тела на спинной стороне.
Пример: По отпечатку панциря трилобита можно изучать форму сегментов, но не следует без других данных угадывать его окраску.
- Сохранность ископаемых
Степень, в которой остаток или след древнего организма пережил захоронение и последующие изменения породы; вероятность сохранения зависит от строения организма, среды и геологических событий.
Пример: Раковина в осадке обычно оставляет более доступный след, чем мягкое тело, которое быстро разрушается.
- Ордовикский период
Второй период палеозоя, когда заметно разнообразились морские сообщества; в его конце происходили оледенение и крупное вымирание многих морских линий.
Пример: Ископаемые раковинных беспозвоночных из ордовикских морских слоёв помогают сравнивать сообщества до кризиса.
- Ордовикское морское разнообразие
Увеличение разнообразия и распространения многих морских групп в ордовике, происходившее не в один момент и неодинаково в разных морских бассейнах.
Пример: В ордовикских слоях встречаются брахиоподы, мшанки и иглокожие; набор находок зависит от местной среды и сохранности.
- Гондвана
Крупный древний массив суши из нескольких ныне разобщённых материков, положение которого менялось из-за движения литосферных плит.
Пример: В позднем ордовике область Гондваны находилась у Южного полюса, где формировались крупные ледники.
- Оледенение
Рост и существование значительных масс длительно сохраняющегося наземного льда в холодных условиях; его последствия для уровня моря зависят от объёма льда и других факторов.
Пример: Когда вода из океана накапливается в наземных ледниках, средний уровень моря может снижаться.
- Изменение уровня моря
Подъём или падение положения поверхности моря относительно суши на выбранном участке и масштабе; причины включают изменение объёма воды и движение земной коры.
Пример: Позднеордовикское накопление воды в ледниках сокращало площади некоторых мелководных морей.
- Позднеордовикское вымирание
Крупное сокращение разнообразия ряда морских линий в конце ордовика, связанное с быстрыми экологическими изменениями, включая оледенение и колебания уровня моря; детали причин изучаются.
Пример: Уменьшение площади мелководий могло менять местообитания животных, живших на морском дне.
- Ископаемая спора наземного растения
Сохранившаяся в породе репродуктивная клетка с признаками, по которым её связывают с ранними наземными растениями; одна спора не показывает строение целого растения.
Пример: Ордовикские споры указывают на раннюю историю наземных растений, хотя их полные тела известны хуже.
- Силурийский период
Третий период палеозоя после ордовикского кризиса, когда существовали разнообразные морские сообщества и появляются лучше изученные остатки некоторых ранних наземных растений и животных.
Пример: В силурийских породах находят остатки небольших сосудистых растений и следы наземных членистоногих.
- Сосудистое растение
Растение с проводящими тканями, переносящими воду, растворённые вещества и продукты фотосинтеза между его частями; ранние формы не обязательно имели привычные листья и корни.
Пример: Небольшие ранние растения типа куксонии имели проводящие структуры, но их нельзя рисовать как современное дерево.
- Следовое ископаемое
Сохранившийся след деятельности древнего организма, например дорожка или нора, который сообщает о действии, но не всегда позволяет точно назвать оставивший его вид.
Пример: Дорожка на древней поверхности может указывать на передвижение членистоногого, даже если само тело не сохранилось.
Пример по шагам
В ордовикском слое найдена спора растения, а в силурийском — фрагмент стебля сосудистого растения. Ученик заключил: «Наземные растения возникли только в силуре». Что не так?
- Ордовикская спора уже указывает на более раннюю наземную растительную линию, хотя не показывает полного растения.
- Силурийский стебель даёт больше сведений о строении конкретной сосудистой формы, но не датирует первое появление всех растений.
- Сравнивать надо типы свидетельств и их возраст: первая хорошо сохранившаяся часть тела не равна моменту возникновения линии.
Вывод: Новая находка уточняет минимальный известный возраст группы; неполнота летописи не позволяет автоматически объявить её «датой рождения».
Практическая работа
Три периода по трём типам свидетельств
- По готовой шкале Международной комиссии по стратиграфии расположите кембрий, ордовик и силур и подпишите, что длина учебных карточек не соответствует длительности периодов.
- Для каждого периода выберите из музейных или научных карточек один конкретный остаток либо след, один геологический признак среды и одно осторожное объяснение; записывайте ссылку на источник.
- Отдельным цветом отметьте прямое наблюдение (например, форма панциря), датировку и вывод (например, о мелководном сообществе); найдите хотя бы одну неопределённость.
Что можно заключить: Историю раннего палеозоя восстанавливают по нескольким независимым признакам с ограничениями, а не по единственному «главному» организму периода.
Безопасность: Используйте готовые изображения и школьные коллекции; не собирайте породы на обрывах, в карьерах или иных опасных местах.
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.