Хронология развития жизни на Земле

Определения и обозначения

Геохронологическая шкала — последовательность крупных временных интервалов истории Земли, упорядоченных от древних к современным. Она нужна, чтобы соотносить события, происходившие в разные эпохи, и не путать их последовательность. По шкале можно проследить одновременно изменения планеты и развитие жизни.

Эон — крупнейший интервал геологического времени, объединяющий более короткие отрезки. Внутри эонов выделяют, например, эры и периоды. Это понятие помогает обозначить очень большие этапы истории Земли, когда менялись её облик и условия жизни.

Эра — крупный отрезок геологического времени, выделяемый по существенным изменениям природы и жизни. Например, палеозой, мезозой и кайнозой — эры, относящиеся к эону фанерозою. Название эры помогает объединить события, характерные для целого большого этапа.

Период — часть эры, для которой характерны определённые этапы развития Земли и организмов. Периоды короче эр, поэтому позволяют описывать историю подробнее. Эоны, эры и периоды образуют вложенную систему интервалов разного масштаба.

Как это устроено

Историю жизни нельзя восстановить по одному источнику: разные свидетельства показывают разные стороны прошлого. Ископаемые остатки помогают узнать, какие организмы существовали, а породы сохраняют сведения об условиях среды и последовательности отложений. Датирование пород позволяет оценить время событий, поэтому сопоставление всех этих данных даёт более надёжную картину, чем один вид находок.

Если слои не были перевёрнуты или перемешаны геологическими процессами, нижние слои обычно образовались раньше верхних. Это позволяет установить относительный возраст: один слой старше другого, но точное число лет такой порядок сам по себе не сообщает. Чтобы оценить прошедшее время, применяют методы датирования пород, например анализ распада радиоактивных элементов; ископаемые помогают сопоставлять слои разных мест.

Интервалы шкалы имеют разный масштаб, потому что изменения в истории Земли происходили и постепенно, и скачкообразно. Крупные границы проводят там, где существенно менялись условия планеты и состав живого мира; более короткие интервалы нужны для описания деталей внутри этих этапов. При этом архей и протерозой — эоны, а палеозой, мезозой и кайнозой — эры фанерозоя, поэтому их перечень объединяет интервалы разных уровней.

В древнейшей истории Земли, в архее, существовали первые простые организмы. Позже, в протерозое, появились эукариоты — клетки с оформленным ядром — и многоклеточные формы. В палеозое жизнь стала разнообразнее: организмы освоили сушу, а среди наземных групп распространялись растения и животные. В мезозое широко распространились динозавры, появились первые птицы и млекопитающие, а в кайнозое особенно разнообразными стали млекопитающие и птицы.

Развитие жизни не было прямой цепочкой, в которой одна группа полностью сменяла другую. Разные организмы могли сосуществовать, одни группы расширяли ареал и становились многочисленными, а другие сокращались или исчезали. Массовые вымирания резко меняли состав живого мира: после них освободившиеся экологические возможности могли использовать уцелевшие группы, что отмечало новый крупный этап.

Основные этапы развития жизни на Земле

Пользуйтесь таблицей как краткой последовательностью: интервалы расположены от древних к современным, а границы указаны приблизительно. Сопоставляйте временной отрезок с характерными событиями, но помните, что жизнь разных групп могла перекрываться. Архей и протерозой здесь приведены вместе с геологическими эрами для удобства обзора, хотя по масштабу это эоны.

Разбор задач

1. Порядок интервалов

Условие. Расположите архей, протерозой, палеозой, мезозой и кайнозой от древнейшего к самому позднему. Нужно опираться не на названия организмов, а на порядок геологических интервалов на шкале.

1. Найдите в таблице приблизительные временные границы каждого интервала и сравните, насколько давно он начался.
2. Архей относится к самому раннему отрезку списка; за ним следует протерозой. После них идут эры фанерозоя: палеозой, мезозой и кайнозой.
3. Проверьте порядок по датам: начало каждого следующего интервала ближе к современности, чем начало предыдущего.

Ответ. Архей → протерозой → палеозой → мезозой → кайнозой. Стрелки здесь показывают переход от более древнего времени к более позднему.

2. Динозавры и первые птицы

Условие. Определите, к какой эре относится широкое распространение динозавров и появление первых птиц. Искомая эра должна соответствовать обоим указанным признакам, а не только одному из них.

1. Сопоставьте событие с основными характеристиками эр: в палеозое происходило раннее освоение суши, а в кайнозое широко развивались млекопитающие.
2. Широкое распространение динозавров и появление первых птиц характерны для мезозоя.
3. Проверьте выбор по временным границам: мезозой продолжался примерно от 252 до 66 млн лет назад.

Ответ. Это мезозойская эра. Динозавры были особенно характерной группой этого времени, а первые птицы возникли в мезозое.

3. Возраст слоёв

Условие. В одном слое обнаружены окаменелости морских организмов, характерных для палеозоя. Другой слой лежит выше и содержит остатки организмов мезозоя. Требуется установить последовательность образования слоёв и сделать вывод об их возрасте.

1. Используйте принцип последовательности слоёв: если залегание не нарушено, более глубокий слой образовался раньше верхнего.
2. Значит, слой с палеозойскими окаменелостями сформировался раньше верхнего слоя с мезозойскими остатками. Найденные организмы подтверждают эту последовательность, поскольку палеозой предшествовал мезозою.
3. Сделайте вывод об относительном возрасте: нижний слой древнее, верхний моложе. Чтобы установить возраст в годах, одного положения слоёв недостаточно — нужно датировать породы.

Ответ. Сначала образовался нижний слой с палеозойскими организмами, затем верхний с мезозойскими. По положению и окаменелостям можно установить относительный возраст, а не точное число лет.

Типичные ошибки

Ошибка — путать эон, эру и период, считая их названиями равных по масштабу отрезков. Это происходит потому, что в таблицах рядом могут стоять интервалы разных уровней, например архей и палеозой. Проверьте себя: эон крупнее эры, а период входит в состав эры; архей и протерозой — эоны.

Не стоит считать границы интервалов совершенно точными и неизменными. Возраст находок и пород уточняется благодаря новым методам, поэтому в разных описаниях границы могут немного отличаться. Проверяйте, указаны ли даты как приблизительные, и сравнивайте их с современной геологической шкалой.

Относительный возраст — это порядок «старше — моложе», а абсолютный возраст выражают числом лет. Их смешивают, потому что оба вывода делают при изучении слоёв и находок. Для проверки спросите себя: получено ли точное время датированием или только установлено, какой слой лежал раньше?

Развитие жизни нельзя представлять как простую очередь, где появившийся организм сразу вытесняет предыдущий. Так кажется, если запоминать только последовательность крупных групп и не учитывать одновременное существование видов. Проверяйте себя по признакам сосуществования и вымираний: смена этапа не означает, что все прежние группы исчезли одновременно.

Связь с другими темами

Для понимания хронологии полезно знать, что такое ископаемые остатки и как образуются осадочные породы. Остатки организмов помогают судить о жизни прошлого, а слои пород сохраняют последовательность событий и находок. Связав эти знания с датированием, можно оценивать возраст и сопоставлять разные участки земной коры.

Тема объединяет историю Земли с эволюцией организмов: геологические интервалы задают временную последовательность появления и исчезновения групп. Это помогает объяснить, почему одни формы жизни распространялись после крупных изменений, а другие вымирали. Хронология даёт основу для сравнения этапов эволюции и истории планеты.

Что запомнить

• Геохронологическая шкала упорядочивает события истории Земли от древних к современным.
• Эон, эра и период — интервалы разного масштаба.
• Последовательность и возраст событий устанавливают по породам, ископаемым остаткам и результатам датирования.
• Первые живые организмы появились задолго до сложных многоклеточных форм.
• Освоение суши стало важным этапом развития жизни.
• Массовые вымирания меняли состав живого мира и отмечали крупные рубежи его истории.