Силурийский период
Силурийский период (силур) — третий геологический период палеозойской эры, следующий за ордовикским и предшествующий девонскому периоду. Его хронологические рамки охватывают временной интервал от 443 до 419 миллионов лет назад. Продолжительность периода составила приблизительно 25 миллионов лет. Геологические отложения, сформировавшиеся в эту эпоху, объединяются в силурийскую систему. Силурийский период является важнейшим этапом в истории биосферы Земли, ознаменовавшимся восстановлением экосистем после глобального вымирания и первым массовым выходом высших форм жизни (растений, грибов и членистоногих) на сушу.
История изучения и стратиграфия
Силурийская система была впервые выделена в 1835 году в Великобритании. Свое название период получил в честь древнего кельтского племени силуров, обитавшего на территории Уэльса, где проводились первые масштабные геологические исследования отложений данного возраста.
Длительное время в академической науке силур и предшествующий ему ордовик не разделялись. Самостоятельный ордовикский период был выделен из состава силурийской системы в 1879 году в европейской и американской стратиграфии. Однако в геологической науке СССР это разделение произошло значительно позже — лишь в 1955 году. До этого момента советские исследователи рассматривали ордовик в качестве нижнего отдела силурийской системы, соответственно разделяя ее на «нижний» и «верхний» силур.
В современной международной стратиграфической шкале силурийская система подразделяется на четыре отдела и восемь ярусов (семь из которых имеют официально утвержденные названия). Подобная детализация позволяет датировать геологические отложения и палеонтологические находки с высокой точностью — в пределах 3 миллионов лет.
Палеогеография и тектоника
В начале силурийского периода конфигурация литосферных плит существенно отличалась от современной. В экваториальной зоне, характеризовавшейся жарким климатом, располагались обособленные континентальные платформы: Лаврентия, Балтика и Сибирь (Сибирская платформа представляла собой отдельный крупный экваториальный континент). Кроме того, существовали микроконтиненты, такие как Авалония и Казахстания. В районе Южного полюса находился гигантский суперконтинент Гондвана, объединявший в себе фундаменты будущих Южной Америки, Африки, Индии, Австралии и Антарктиды.
Континентальные массивы были разделены обширными океаническими бассейнами. Важнейшими из них являлись древний океан Панталасса (предшественник Тихого океана), Япетус (разделявший Лаврентию и Балтику) и Уральский океан, воды которого пролегали между Сибирью и Казахстанией.
Ближе к концу периода, около 420 миллионов лет назад, начались глобальные тектонические перестройки. Океан Япетус сузился и закрылся, что привело к столкновению и объединению Балтики, Авалонии и Лаврентии в единый континент — Лавруссию (включавшую фрагменты современных Европы и Северной Америки). В это же время расширялся океан Реикум, Сибирь постепенно дрейфовала в северном направлении, а от северной окраины Гондваны начали откалываться микроконтиненты, ставшие впоследствии основами Китая и Индокитая.
Палеоклиматология и атмосфера
Начало силурийского периода совпало с завершением масштабного оледенения, пик которого пришелся на конец ордовика. Смещение Гондваны к Южному полюсу спровоцировало формирование мощных ледниковых щитов и резкое падение уровня Мирового океана, что стало одной из главных причин массового ордовикско-силурийского вымирания.
По мере течения силурийского периода глобальный климат постепенно смягчался. К концу периода температурный режим стал достаточно жарким и засушливым, а средняя температура воздуха на поверхности Земли достигала +20 °C.
Атмосфера силура радикально отличалась от современной. Концентрация углекислого газа превосходила нынешние показатели в 3–4 раза, что создавало мощный парниковый эффект. Уровень атмосферного кислорода был относительно низким и составлял примерно 35 процентов от современного значения. Важнейшим фактором для эволюции жизни стало формирование озонового слоя. Накопление озона в стратосфере обеспечило надежную защиту поверхности планеты от губительной солнечной радиации, что сделало физически возможной колонизацию суши живыми организмами.
Морские экосистемы и эволюция фауны
Значительная часть континентальных платформ в силуре была покрыта обширными мелководными эпиконтинентальными морями (аналогичными по глубине современным Азовскому или Балтийскому морям). В этих прогреваемых водоемах происходило активное накопление карбонатных и глинистых осадков.
Морская биота восстанавливалась после катастрофического вымирания на рубеже ордовика и силура, в ходе которого исчезло около 85 процентов видов морских животных (преимущественно примитивных беспозвоночных: кораллов, мшанок, двустворчатых моллюсков, брахиопод и иглокожих). В силурийских морях доминирующее положение среди хищников продолжали занимать гигантские головоногие моллюски — наутилоидеи, выполнявшие экологическую роль, сопоставимую с современными зубатыми китами. Также были широко распространены крупные ракоскорпионы и гигантские кальмары.
Среди позвоночных происходили важнейшие эволюционные процессы. Эволюционировали и активно распространялись бесчелюстные рыбообразные. Появились акантоды («колючкозубые» рыбы). В позднем силуре в палеонтологической летописи фиксируются первые лучеперые рыбы, а также предки современных хрящевых и костных рыб. Если на ранних этапах позвоночные являлись преимущественно мелкими грунтоедами и падальщиками, то к концу периода среди них появляются первые полноценные хищники. Ярким примером является костная рыба мегамастакс (Megamastax amblyodus), достигавшая в длину около одного метра и обладавшая челюстями для захвата добычи.
Освоение суши
Силурийский период является ключевой эпохой в истории освоения континентов. Суша перестала быть безжизненной пустыней. Первыми сухопутную среду начали осваивать членистоногие, вышедшие из воды еще в ордовике. В силуре на суше появились разнообразные арахниды (паукообразные), включая предков современных пауков и скорпионов, а также первые примитивные насекомые и многоножки. Параллельно с ними на суше эволюционировали высшие грибы (в том числе шляпочные), которые играли критическую роль в образовании первичных почв.
Самым важным ботаническим событием силура стало появление первых высших сосудистых растений (таких как куксония). В отличие от водорослей, эти растения обладали специализированными проводящими тканями, позволявшими им извлекать влагу из грунта и расти вне водной среды, прокладывая путь для формирования полноценных наземных экосистем в последующие периоды.
Полезные ископаемые
Геологические формации силурийской системы содержат значительные запасы полезных ископаемых, имеющих важное экономическое значение. В отложениях этого возраста, в частности на Южном Урале, сформировались богатые медно-колчеданные руды. В других регионах планеты, например на территории современных США, с силурийскими пластами связаны крупные месторождения железной руды, фосфоритов, марганца и гипса. Кроме того, к породам данного периода приурочены месторождения золота.