Развитие Земли в позднем палеозое 

Геохронология

• Начало 416 млн. лет назад, конец – 251 млн. лет назад. Самый древний период Девонский с длительностью 56 млн. лет, далее каменноугольный (Карбоновый) с длительностью 61 млн. лет, последний Пермский период с длительностью 48 млн. лет.

Горные породы

• Выделяются      складчатый и платформенный комплексы пород. Складчатый комплекс состоит из метаморфических пород низкой степени метаморфизма – глинистые сланцы, мраморизованные известняки, метаморфизованные песчаники. Эти породы образуют герцинские горно-складчатые области Урала, Аппалачей, Тянь-Шаня (рис.).
• Платформенный комплекс состоит из осадочных пород с почти горизонтальным залеганием и образует чехол древних платформ (рис.)

Геопроцессы

• Завершается третий мегацикл развития мощными процессами активной тектоники –  преобладающие поднятия,  складчатые и разрывные движения при сжатии, интенсивный магматизм и вулканизм, рудообразование. Причина -- многоячеистая конвекция в мантии в течение позднего палеозоя постепенно  сменяется двухячеистой(рис.). 
• Следствие - Шесть тектонических фаз: конец девона –) Бретонская,  в карбоне – Судетская, Герцинская и Уральская, в перми – Заальская и Пфальцская. 

• В Северном полушарии максимум опусканий и морского осадконакопления – средний и поздний девон, ранний карбон и ранняя пермь (подводно-вулканогенная, морская обломочная  и карбонатная формации). Гондвана – постоянное поднятие. 
• Конец карбона и перми - поднятия и накопление континентальной молассы – обломочные, соли, угли, нефть, морена на платформах  (рис. ). 

• Регрессии морей в начале девона, среднем и позднем карбоне и ранней перми.  

Структуры

• Происходит значительное усложнение структур земной коры в связи с окончанием третьего мегацикла развития Земли. Одновременно существуют шесть типов крупных структур (рис.): 
• 1. Горно-складчатые области позднепалеозойского возраста образуются – Уральская, Аппалачская, Герцинская, Цетрально-Тибетская, Колывань-Томская, Казахстано-Северо-Тяньшанская, Саяно-Монгольская, Восточно-Австралийская, Алжирская.
• 2. Складчато-разрывные области раннего палеозоя.
• 3. Древние платформы с архейским и протерозойским фундаментом.
• 4. Молодые платформы с каледонским фундаментом.
• 5. Молодые платформы с герцинским фундаментом (территории с быстрым развитием) :  Западно-Европейская, Скифская, Туранская, Западно-Сибирская, Амурская, Мексиканская.
• 6. Геосинклинальные океанские прогибы – Тихоокеанский.

• В девоне происходят горизонтальные движения в Северном полушарии в результате широтного сжатия литосферных плит Еврамерики (Лавруссии) и Сибири.В результате закрывается Палеоазиатский океан и образуется литосферная плита Лавразии.
•  Характерно в карбоне движение на северо-запад Гондваны, она сталкивается с Лавразией, образуется единая литосферная плита Пангея-2 (рис.).

• Надвиговые движения сжатия в каледонских складчатых областях (Эпигеосинклинальный орогенез --послескладчатое горообразование), что приводит к образованию блоково-складчатых гор    Алтае-Саянской и Тянь-Шаньской областей и других каледонид на территории Пангеи-2
• Разрывные движения  растяжения (рифтовые)  на Гондване  и в Сибири – подготовка к четвертому мегациклу развития Земли. Внедрение базальтов трапповой формации.
• Активно  формируются фундаменты молодых платформ.  

Полезные ископаемые

• В областях активной тектоники (в складчатых областях) формируются магматические руды железа, цветных и редких металлов, золота. 
• Нерудные магматические полезные ископаемые –  алмазы, апатит.  
• Метаморфические –графит, асбест, мраморы. 
• Северный угольный пояс,  Средний угольный пояс,  Южный угольный.  Всего 55% мировых запасов угля. 
• Нефтегазоносные провинции –  США, Амазонская, Волго-Уральская, Прикаспийская, Северо-Африканская.  
• Осадочные руды алюминия, железа, марганца 
• Соли и фосфориты. 

Палеогеография

• В девоне материк Сибирский продолжает сближение  с Европой и Сев. Америкой, и образуется материк Лавразия с полным осушением Палеоазиатского  и Палеоатлантического океанов  и образованием горных областей на территориях Западной Европы, Предкавказья Урала, Казахстана, Средней Азии, Монголии, Китая и Западной Сибири, (рис.). 
•  Материк Гондвана вращается против часовой стрелки и движется на северо-запад. Он наращивается  с образованием, Алжирской области
• Гондвана сталкивается с  Лавразией в конце карбона, что приводит к поднятию гор Аппалачей и Алжирских гор, Восточно-Австралийского хребта и образованию единого материка Пангея-2. 
•  Пангея-2 имеет меридиональное простирание, ее большая часть занимает Южное полушарие и Южный полюс. Северный полюс остается свободным.  
• Отдельно в виде острова Китайский материк. 

Гидросфера        

• Состав: насыщение карбонатом и кислородом. Следствие – широкое развитие беспозвоночных с карбонатным скелетом и биогенных известняков, быстрая эволюция  фауны в океане.  
• Трансгрессии в среднем и позднем девоне и раннем карбоне, поздней перми. Следствие –  развитая фауна и флора в морях. На континентах широкое развитие лесов, озер и болот с широким развитием флоры и фауны, накопление углей. В морях  образование нефти и газа (все крупнейшие провинции). 

• Гондвана в течение позднего палеозоя – обширная возвышенная равнина, на некоторых границах горные хребты. 
• Интенсивное образование горных стран и солеродных лагун в Лавразии.  

Атмосфера

• В атмосфере позднего палеозоя резко снижается содержание углекислого газа вследствие поглощения его растениями (рис.). 
• Одновременно в атмосфере увеличивается количество кислорода, выделяемого растениями (рис.). 

Климат

• В эпохи трансгрессий (темные глины) климат жаркий и влажный, во время регрессий - аридный. Среднегодовые температуры достигали 25-30 градусов (метод палеотермометрии). 
• Четкая климатическая зональность,  все климатические пояса. Их расположение по фиксистам не соответствует широтам (рис.).  
• По В.Е.Хаину и С.А.Ушакову расположение климатических поясов более правдоподобное, широтное (рис.). 
• В тектонические эпохи расширяются аридные, ледовые и умеренные зоны (контрастность климата).  
• В позднем  карбоне  и ранней перми оледенение. Оно захватывает половину территории Гондваны до 50 градуса ю.ш. Ледовый панцирь на Антарктиде мог достигать 5-6 км (толще современного). За пределами оледенения- умеренный пояс на Гондване. 
• В аридных областях возникают климатические пустыни. 
• Причина оледенения (по Л.Е.Савельевой (2004) – полярное положение, нарушение циркуляции океанских вод, уменьшение количества углекислого газа.  

Биосфера

• Для восстановления биосферы изучаются отпечатки растений в углях и сланцах, проводится изучение окаменелостей беспозвоночных в осадочных породах, скелетов позвоночных в пермских отложениях.  
• Начало Девона – широкое освоение суши растениями и животными (регрессия морей). 
• В девоне растения  формируют болотные ландшафты в прибрежных районах - Псилофиты, имеющие корневище и стебель (Ринии).  

Растительный мир

• В позднем девоне возникают высшие Споровые  растения - Хвощи, Плауновидные, Папоротники, затем Голосеменные, а Псилофиты вымирают (рис.). 
• Характерна высокая скорость  эволюции высших растений.  За 25 млн лет естественного отбора в девоне сформировались все важнейшие группы, у растений появился корень, стебель и листья. Споровый способ размножения сменился семенным. 
• Конец девона и карбон – распространение растений и животных  вглубь материков (влажный климат). Влаголюбивая пышная древесная растительность покрыла области тропического пояса (мезофильная флора). Лесные ландшафты преобладают, леса состояли из деревьев высотой до 50 м.
• Развиваются семенные растения -  Папоротники (листья с сетчатым жилкованием), Кордаитовые, Гинкговые, древние Хвойные (от Кордаитовых), остатки которых дали каменноугольные месторождения. Карбон и ранняя пермь – лесные ландшафты занимали пологие водоразделы и обширные поймы рек; озерно-болотные ландшафты, ландшафты степей в приполярных районах (рис.). 

• Со среднего карбона возникают три фитогеографических зоны – Тунгусская северная умеренная, Гондванская южная умеренная,  тропическая влажная. 
• На суше при жизнедеятельности бактерий и наземных растений  на водораздельных пространствах формируются первые почвы.  
• В связи  с усилением аридности в тектонические фазы (рис.), особенно в карбоне и пермский период появляется  ксерофильная флора из Голосеменных – Цикадовые, Гинкговые, Хвойные. 

Животный мир

• В морях - гигантизм беспозвоночных в связи с большим количеством кислорода (Форамениферы и Брахиоподы до 40 см). 320 родов Плеченогих, Моллюски всех подклассов,  Кораллы 3 подкласса, Мшанки, Морские лилии и ежи. 
• Девон – время появления и развития рыб – в начале Хрящевых, затем Панцирных и Костистых – Кистеперых, Лучеперых. Девон называют «век рыб» . В карбоне появляются Акуловые рыбы, а в пермский период рыбы заселяют пресные водоемы суши (рис.).  
• Двоякодышащие рыбы дали начало хищным Земноводным – Амфибиям и Стегоцефалам (панцирноголовым) предкам змей и крокодилов) .  

• В среднем карбоне 320 млн. лет назад от древних амфибий произошли Пресмыкающиеся (рептилии) в виде Лягушкоящеров. Вначале это были пугливые существа растительноядные или ловившие насекомых, яйцекладущие (рис.). Из них выделяются растительноядные Черепахи. Затем появились крупные хищные Котилозавры (короткие конечности и роговые пластины на спине) (рис., рис.). 
• Пермский период - Аридизация климата и вымирание влаголюбивых растений и животных (амфибий), появление сухолюбивых растений и рептилий, размножение которых не зависело от водной среды. Вымирают  50% семейств и более 90% родов морских животных.  

Итоги  развития Земли в конце третьего меацикла

• Многоячеистая конвекция в мантии сменилась двухячеистой, закончился третий мегацикл развития Земли и географической оболочки. 
• Поздний палеозой – фаза континентогенеза, образовался самый крупный материк (Пангея-2). Преобладает активная тектоника, быстрая смена эволюционных  и тектонических фаз. 
• Резкие различия в климатах эпох, увеличение контрастности климатических областей и ландшафтов. 
• Бурная эволюция органического мира, появление географической зональности и первых почв. 

• Девон – ландшафты пустынь, по побережьям - болота, в конце девона – прибрежные леса. Поздняя пермь – разреженные леса и редколесья, пустыни.
• Проявилась фито- и зоогеографическая зональность в зависимости от климатических поясов и увлажнения. 

• Возникло органическое осадконакопление, почвенная оболочка, и стал осуществляться биологический  круговорот вещества вне гидросферы. 
• Уменьшилось поступление в океан азота, фосфора и калия, они удерживались на суше в поверхностном слое. 
• Увеличилась скорость разрушения и миграции отдельных химических элементов на поверхности Земли, впервые образовались  месторождения бокситов и бурых железняков 
• Биосфера вступила в большой  геологический круговорот.