Название этого периода говорит само за себя, так как в этот геологический временной отрезок были созданы условия для образования залежей угля и природного газа. Тем не менее каменноугольный период (359-299 млн лет назад) также отличался появлением новых наземных позвоночных, включая самых первых амфибий и ящериц. Карбон стал предпоследним периодом (542-252 млн лет назад). Ему предшествовал , и , а затем он сменился .
Климат и география
Глобальный климат каменноугольного периода был тесно связан с его . В течение предшествующего девонского периода северный суперконтинент Лавруссия соединился с южным суперконтинентом Гондваной, создав огромный сверхконтинент Пангею, который занимал большую часть южного полушария в течение карбона. Это оказало заметное влияние на модели циркуляции воздуха и воды, в результате чего большая часть южной Пангеи оказалась покрытой ледниками, и наблюдалась общая тенденция к глобальному охлаждению (которое, однако, не оказало большого влияния на образование угля). Кислород составлял гораздо более высокий процент земной атмосферы, чем сегодня, что повлияло на рост наземной мегафауны, включая насекомых размером с собаку.
Животный мир:
Земноводные
Наше понимание жизни во время каменноугольного периода осложняется «пробелом Ромера» - 15-млн отрезком времени (от 360 до 345 млн лет назад), который практически не дал информацию об ископаемых . Однако мы знаем, что к концу этого разрыва самые первые позднего девонского периода, которые только недавно развились из лопастепёрых рыб, потеряли свои внутренние жабры и были на пути к тому, чтобы стать истинными амфибиями.
К позднему карбону представляли такие важные с точки зрения эволюции рода, как Amphibamus и Phlegethontia , которым (как и современным амфибиям) было необходимо откладывать яйца в воде и постоянно увлажнять кожу, и, следовательно, они не могли заходить слишком далеко на сушу.
Рептилии
Главной чертой, которая отличает рептилий от земноводных, является их репродуктивная система: яйца рептилий лучше выдерживают сухие условия и, следовательно, их не нужно откладывать в воду или влажную почву. Эволюция рептилий была вызвана все более холодным, сухим климатом позднего каменноугольного периода; одна из самых ранних идентифицированных рептилий гилономус (Hylonomus ), появилась около 315 миллионов лет назад, а гигантский (почти 3,5 метра в длину) офиакдон (Ophiacodon ) эволюционировал несколько млн лет спустя. К концу карбона рептилии хорошо мигрировали к внутренней части Пангеи; эти ранние первооткрыватели были потомками архозавров, пеликозавров и терапсид из последующего пермского периода (архозавры продолжили порождать первых динозавров почти сто миллионов лет спустя).
Беспозвоночные
Как отмечалось выше, атмосфера Земли содержала необычно высокий процент кислорода в поздний карбоновый период, достигая поразительных 35 %.
Эта особенность была полезна для наземных , таких как насекомые, которые дышали с помощью диффузии воздуха через их экзоскелет, а не с помощью легких или жабр. Каменноугольный был расцветом гигантской стрекозы Меганевры (Megalneura ) с размахом крыльев до 65 см, а также гигантской Артроплевра (Arthropleura ), достигающей почти 2,6 м в длину.
Морская жизнь
С исчезновением отличительных плакодерм (пластинокожих рыб) в конце девонского периода карбон не очень хорошо известен своей , за исключением тех случаев, когда некоторые роды лопастепёрых рыб были тесно связаны с самыми первыми четвероногими и амфибиями, колонизировавшими сушу. Falcatus , близкий родственник Стетекантов (Stethacanthus ), вероятно, был самой известной карбоновой акулой вместе с гораздо большим Эдестусом (Edestus ), который известен благодаря отличительным зубам.
Как и в предшествующие геологические периоды, мелкие беспозвоночные, такие как кораллы, криноиды и , обитали в обильных количествах в карбоновых морях.
Растительный мир
Сухие, холодные условия позднего каменноугольного периода не были особенно благоприятными для флоры, однако это не мешало таким выносливым организмам, как растения, колонизировать каждую доступную . Карбон стал свидетелем самых первых растений с семенами, а также причудливых родов, таких как Лепидодендрон, с высотой до 35 м, и немного меньшей (до 25 в высоту) Сигаллярии. Важнейшими растениями каменноугольного периода были те, которые обитали в богатых углеродом «угольных болотах» около экватора, и спустя миллионы лет они образовали огромные угольные месторождения, используемые человечеством сегодня.
Когда-то воды Мирового океана покрывали всю планету, а суша появлялась на его поверхности отдельными островами. Ученые указывают эти острова с большой точностью. Каким же образом? По угольным пластам, рассеянным по всему земному шару, даже в полярных странах. Каждая местность, где находят каменный уголь, была тогда островом, вокруг которого кипели волны Мирового океана. По протяжению залежей каменного угля можно узнать приблизительную величину лесов, покрывавших острова. А по толщине угольных пластов узнают, как долго они здесь произрастали. Миллионы лет тому назад эти островные леса захватили грандиозные запасы энергии солнечных лучей и погребли их вместе с собой в каменных могилах Земли.
Они на славу поработали, эти первобытные леса. Запасы углей на земном шаре исчисляют триллионами тонн. Считают, что при добыче по два миллиарда тонн в год человечество обеспечено ископаемыми углями на тысячелетия! И первое место в мире по запасам угля занимает Россия.
В земле сохранились естественные гравюры, отпечатанные самой природой, с изображением растительности лесов прошлых периодов. На кусках каменного угля, сланца, бурого угля часто попадаются поразительно четкие отпечатки растений, их современников.
Иногда природа консервировала части растений в янтаре; в нем находили включения и животного происхождения. Янтарь высоко ценили в древнем мире как украшение. Караваны судов снаряжались за ним к берегам туманной Балтики. Но что такое сам янтарь? Римский писатель и натуралист Плиний передает трогательную греческую легенду о его происхождении: то застывшие слезы девушек, дочерей Аполлона, неутешно оплакивавших смерть своего брата Фаэтона…
Не было известно происхождение янтаря и в средние века, хотя спрос на него сильно возрос. Он шел на изготовление богатых монашеских четок.
Тайну янтаря раскрыл М. В. Ломоносов: «Янтарь есть произведение царства растений». Это застывшая смола хвойных деревьев, когда-то произраставших в тех местах, где теперь добывают янтарь.
В горных пластах при помощи микроскопа открыли остатки цветочной пыльцы, споры древних растений.
Находки из разных слоев сравнивают между собой и с современными растениями и таким образом изучают растительный мир далеких времен. «Много подземных тайностей открывает сим образом натура», - так можно сказать об этом словами М. В. Ломоносова.
Чаще всего они совсем не похожи на наши растения, иногда напоминают их в какой-то степени и все же резко отличаются. То был иной растительный мир, и только иногда, преимущественно в тропических странах, встречаются растения - живое напоминание о давних временах.
По отпечаткам можно восстановить лесные ландшафты каменно-угольного периода и более поздних. «Мы можем даже воссоздать эти ландшафты с такою полнотою, - пишет немецкий исследователь Карл Мюллер в книге «Мир растений. Опыт космической ботаники», - как будто природа передала нам собрание всех тогдашних растений».
… Леса каменноугольного периода вставали прямо из воды; они занимали низменные берега и заболоченные равнины внутри островов. Ничего похожего на современные леса любых земных широт с их жизненными формами и красками.
В середине каменноугольного периода развились гигантские формы плаунов - лепидодендроны и сигиллярии, мощные стволы которых, до двух метров в диаметре, достигали 20-30 метров в высоту. У них узкие щетинообразные листья, рассеянные по стволу. Несколько пониже были гигантские хвощи - каламиты.
Лепидодендроны и сигиллярии селились на илистых берегах, где задыхались другие растения без таких разветвленных корней с вертикальными выростами для дыхания.
Появились и настоящие папоротники с широкими перисторасчлененными пластинками - ваями. Но их положение было много скромнее, чем плаунов и хвощей. Они не дали таких гигантских форм, зато превзошли плауны и хвощи в разнообразии: от древовидных до нежных травянистых. Тонкие темно-бурые стволы их с утолщениями и рубцами от спавшей листвы, заросшие зелеными мхами, поднимали к вечно хмурому тогда небу пучки огромных, красиво рассеченных листьев, подобных великолепным опахалам. Вьющиеся виды папоротников обвивали стволы древовидных пород и смешивались внизу с травянистым покровом из папоротников же.
Над нежным сводом зеленого навеса простиралось темное небо с тяжелыми тучами. Частые ливни, грозы, испарения, теплые и ровные температуры создавали условия, исключительно благоприятные для развития папоротникообразных. Под древовидными папоротниками разрастались роскошные кустовидные формы. Почву, где перегнивали мхи и водоросли, устилали травянистые папоротники. Но эти леса представляли собой картину однообразную и унылую: до сих пор открыто только около 800 видов растений, и в том числе более 200 видов папоротников.
В отпечатках на каменном угле нередки следы настоящих деревьев - кордаитов, предков голосеменных. Это высокие деревья с длинными ремневидными листьями, собранными в густые пучки. Кордаиты росли на окраинах болот, предпочитая их илистым топям.
На юго-востоке Северной Америки, на реке Миссисипи, на торфяных болотах, заливаемых ее водами, высились леса болотного кипариса. Сваленные бурей или подгнившие со временем деревья падали на землю и вместе с папоротниками и мхами медленно разлагались при слабом доступе воздуха.
В лесах стояло безмолвие. Лишь изредка прошелестит среди папоротников громадное, неуклюжее земноводное. Медленно ползет оно под листвой, прячась от дневного света. Да где-то в вышине пролетит редкое насекомое - новинка того периода, с крыльями до 70 сантиметров в размахе. Ни пения птиц, ни стрекота кузнечиков.
До появления папоротникообразных и мхов на Земле не было плодородных почв. Были глины, пески, но они еще не являлись почвой в нашем современном понимании, потому что не содержали перегноя. В каменноугольных лесах начинается накопление растительных остатков и образование темного слоя - перегноя. Вместе с глинами и песками он дал начало плодородным почвам.
В месторождениях бурого угля попадаются целые деревья, с корой, листьями. Кусок ископаемого угля под микроскопом рассказал об анатомическом строении этих растений. Оно оказалось таким же, как у современных хвойных пород. Следовательно, бурый уголь образовался позднее, когда на Земле хвойные заняли господствующее положение, оттеснив папоротникообразные. Это могло произойти с увеличением суши и изменением климата в сторону большей сухости: от островного к континентальному.
Над толщами пластов каменного угля в наших крупнейших угольных бассейнах - Кузнецком, Донецком, Подмосковном и других - сверкают огни больших городов, слышатся смех детворы и песни молодежи, бегут поезда, летят аэропланы. Идет неиссякаемый поиск человеком лучшей жизни… А некогда здесь были заболоченные берега мелких морских заливов, покрытые растительностью влажных тропиков. Об этом узнали по микроскопическому срезу окаменелой древесины, сделанному в виде тонкого шлифа. Окаменевшие стволы из Донецкого бассейна, оказалось, лишены годичных колец, типичных для северных деревьев.
Такие кольца образуются в древесине современных деревьев умеренных широт потому, что они усиленно растут весной и летом, но прекращают рост зимой. И на поперечном срезе сразу можно отличить широкие летние слои древесины от узких зимних. В древесине многих тропических растений нет годичных колец. Значит, в те отдаленные времена на территории современного Донецкого бассейна весь год стояла ровная теплая и влажная погода, как во влажных экваториальных лесах.
В северных районах СССР в древних каменных пластах земли находят остатки лавров, магнолий, кипарисов, то есть средиземноморскую флору. На Шпицбергене, где в настоящее время растут лишь мелкие травы и кустарники, находят остатки платанов и грецкого ореха.
В низовьях Волги когда-то росли пышные пальмы. На берегах современного Балтийского моря процветала средиземноморская растительность. Древовидные папоротники, лавры, знаменитые мамонтовые деревья, пальмы - все, что теперь мы видим в ботанических садах, произрастало под нашим небом.
Еще удивительнее Гренландия. Под сплошными льдами ее в земле нашли магнолию, дубы, виноград. В Индии, наоборот, флора каменноугольного периода отличалась низким ростом, грубыми плотными листьями, развитием кустарников и трав. А это доказательство более холодного и сухого климата.
«В северных краях в древние веки великие жары бывали, - писал еще М. В. Ломоносов, - где слонам родиться и размножаться, а также и растениям около экватора обыкновенным держаться можно было».
Какое же объяснение дает наука этим поразительным фактам? Некогда все материки составляли единый материк, который потом раскололся на части, раздвинувшиеся в разные стороны. Передвижение материков вызывало смещение земной оси. Вместе с нею меняли положение лежащие на ней точки Северного и Кожного полюсов, а следовательно, и экватор.
Если согласиться с этой теорией, то в каменноугольный период экватор проходил не там, где он проходит теперь, а севернее: через Среднюю Европу и Каспийское море. А весь Донецкий бассейн был в полосе влажных экваториальных лесов, что и подтверждает его ископаемая растительность. Субтропики шли далеко на север, точка же Северного полюса лежала тогда где-то у восточных берегов Америки. На материках Южного полушария - Австралии, Африки, Южной Америки, тогда еще не разделившихся, климат был холодным. Этим объясняется отсутствие тропической растительности в земных пластах каменноугольного возраста на материках Южного полушария.
Считают, что каменноугольные леса росли больше двухсот миллионов лет тому назад и что в следующем, пермском, периоде кончилось господство папоротникообразных. Каменноугольные леса гибли по разным причинам. Местами море затопило леса на опустившихся частях земной поверхности. Иногда они погибали, захваченные болотами.
Во многих случаях изменения климата вызвали их гибель. Солнце в период их расцвета никогда не обжигало своими лучами: они смягчались тяжелыми облаками, низко висевшими над лесом. Теперь небо стало безоблачным и солнце посылало растениям жгучие лучи. Для папоротникообразных эти условия были невыносимы, и они заметно мельчают, укрываясь только в тени более выносливых голосеменных.
С их гибелью началось средневековье для лесов Земли, оставившее свои следы в каменной книге нашей планеты.
Климат на Земле, в связи с процессами горообразования, делался разнообразнее. Горные хребты встали стеной на пути влажных морских ветров и отгородили внутренние пространства материков, превращая их в пустыни.
На территории европейской части СССР со дна бывшего тогда Уральского моря поднялся величественный горный хребет - Урал. Теперь мы знаем его дряхлым, полуразрушенным, а в дни своей юности Урал был могучим, и вечные снега венчали его вершины. На месте Донецкого моря появился горный кряж - Донецкий, совершенно сглаженный временем.
Средняя Европа постепенно переходила из зоны экватора в зону субтропических степей и пустынь, а затем и в умеренную. В более сухом и холодном климате отлично чувствовали себя выходцы из холодных стран Южного полушария, где наметилось потепление.
В сухом и знойном климате раннего средневековья развились древнейшие хвойные араукарии и интересные голосеменные - гинкго. На вид это растение кажется обычным широколиственным деревом. Но его «лист» - широкая двураздельная хвоинка в виде веера с вильчатым расположением жилок. Уже не было ни лепидодендронов, ни сигиллярий, ни кордаитов; держались лишь семенные папоротники.
Климат еще раз изменился: стал влажнее и мягче. По берегам тропических морей, что покрывали южные районы СССР и омывали Дальний Восток и Туркестан, пышно произрастали леса из голосеменных, особенно так называемые саговники и беннетиты. Но недолго продержались они хозяевами положения, и теперь о них свидетельствуют только ископаемые находки. В Мексике нашли пласт мощностью в 600 метров; в свое время это был целый лес беннетитов. У нас нашли остатки их в окрестностях Владивостока и в Туркестане.
Окаменелые хвойные деревья Дарвин встретил в Кордильерах на высоте более 2000 метров; одиннадцать из них стояли в виде деревьев, хотя и окаменелых, а тридцать - сорок остальных уже превратились в белый известковый шпат, а пни их торчали над землей. Когда-то они простирали свои ветви над самым океаном, подходившим в то время к подножию Кордильер. Их взрастила вулканическая почва, поднявшаяся над уровнем моря. Потом местность стала опять морским дном и волны перекатывались над вершинами затопленных деревьев. Море натащило на них песок, гравий, гальку, сверху легли лавы подводных вулканов. Протекли сотни тысячелетий… Снова поднялось и обнажилось морское дно. Долины и овраги рассекли его. Вскрылась древняя могила, и показались на поверхности земли скрытые в ней памятники былого. Почва, некогда питавшая их, и они сами обратились в камень.
Многие хвойные дожили до наших дней, перенеся бурные встряски горообразований, изменений климата и, главное, удержавшись даже с приходом наиболее совершенной флоры - покрытосеменных.
Всего за полмиллиона лет эта группа растений захватила весь земной шар от полюсов до экватора, расселилась повсюду и дала наивысшее за всю долгую историю растений на Земле количество видов.
С геологической точки зрения полмиллиона лет - срок небольшой. Победа покрытосеменных, по сравнению со всей историей растительности в течение сотен миллионов лет, а может быть и более миллиарда, подобна наводнению, вдруг охватившему всю нашу планету. Подобна взрыву новых растительных видов!
Но что обеспечило такую победу покрытосеменным? Многие причины: изумительная гибкость в приспособлении к разным условиям жизни, различному климату, почвам, температурам. Появление и развитие одновременно с покрытосеменными насекомых-опылителей: бабочек, мух, шмелей, пчел, жуков. Рождение совершенного цветка с зеленой чашечкой и ярким венчиком, с тонким ароматом, с защищенными завязью семяпочками.
Но главное в другом. В том, что покрытосеменные на суше лучше всех других зеленых растений выполняют в природе свою космическую роль. Их крона, ветви, листья широко раскинуты в воздухе и несколькими этажами принимают солнечную энергию и углекислый газ. Ни одна другая группа растений не имела таких возможностей.
Зеленая водоросль в Мировом океане, впервые поймавшая солнечный луч при помощи хлорофиллового зерна, многоклеточные водоросли, мхи и лишайники, папоротники, голосеменные, покрытосеменные - все звенья великой зеленой цепи на Земле вечно служат единой цели: уловить солнечный луч. Но покрытосеменные совершенствовались в этом направлении лучше других растений.
Всего несколько страниц из летописи перевернуто нами, но и они яркие свидетели панорамы лесов на нашей планете, вечно движущейся в пространстве и времени.
В каменноугольный период (другое название - карбон) большая часть суши представляла собой два огромных материка: Гондвану и Лавразию. В раннем периоде климат практически везде был тропическим или субтропическим. Огромные площади были заняты мелководными морями. Обширные низменные береговые равнины постоянно заливало и там образовывались болота.
В этом влажном и жарком климате быстро распространялись деревья из древовидных папоротников. Такие леса начали выделять массу кислорода, и вскоре содержание этого газа в атмосфере достигло сегодняшнего уровня. Некоторые деревья достигали в высоту сорока пяти метров. Растения устремлялись ввысь так быстро, что которые обитали в почве, не успевали вовремя поедать и затем разлагать их. В результате растительности становилось все больше и больше.
Именно в каменноугольный период начинают формироваться торфяные залежи. В болотах они быстро уходили под воду, образовывая основные каменноугольные месторождения. Благодаря карбону люди могут добывать уголь и производить из него различные вещества (например, каменноугольная смола).
В каменноугольном болоте находились густейшие заросли хвощей и каламитов, большое количество огромных деревьев (плауны и сигиллярии в том числе). Такие условия были идеальной средой для обитания первых земноводных - кринодона и ихтиостеги, для членистоногих (пауки, тараканы, стрекозы меганевры).
В то время сушу осваивали не только растения, но и другие организмы. Прежде всего, это вышедшие из воды членистоногие, которые впоследствии дали начало группе насекомых. С того момента и началось их шествие по планете. Сейчас насчитывается около миллиона видов, известных современной науке. По некоторым оценкам, около тридцати миллионов ученым еще предстоит открыть.
Флора и фауна карбона
В каменноугольный период происходит образование который образовывался из-за того, что упавшие деревья не успевали разложиться и уходили под воду. Там они превращались в торф и уголь. Среди растительности в то время преобладали папоротники высотой до сорока пяти метров, с листьями длиной более метра. Кроме деревьев росли огромные плауны и хвощи. У деревьев была очень неглубокая корневая система. По этой причине все вокруг было завалено их стволами. В таком лесу было влажно и тепло. Папоротники достигали высоты современного дерева. Они могли существовать только во влажной среде. В каменноугольный период появляются первые семенные растения.
Множество болот и заводей стали идеальными нерестилищами для ранних земноводных и бесчисленных насекомых. Появились первые пауки. Среди высоких деревьев летали огромные бабочки, летучие тараканы, поденки и стрекозы. В медленно гниющей растительности жили гигантские многоножки (губоногие и двупарноногие). Глаза земноводных были выпученными и располагались на макушке плоской и широкой головы. Это помогало членистоногому поймать пищу. Вскоре эволюция породила гигантских земноводных (до восьми метров в длину), а также созданий без ног, напоминающих современных змей. Крупные организмы предпочитали по-прежнему охотиться в воде, а мелкие их собратья постепенно переселялись на сушу.
Появляются первые пресмыкающиеся - микрозавры, которые были похожи на мелких ящериц с короткими и острыми зубами, которыми они ломали твердые покровы насекомых. Их кожа была более влагопроницаемая и давала им возможность проводить свою жизнь вне водоемов. Да и корма для них было более чем достаточно: многоножки, черви и многочисленные насекомые. У рептилий постепенно отпадает надобность возвращаться в воду, чтобы отложить икринки. Они начали откладывать яйца в кожистой оболочке. Детеныши представляли собой маленькие копии своих родителей.
Начался каменноугольный период 360 миллионов лет назад, закончился 300 миллионов лет назад. Продолжался карбон около 60 млн. лет. Именно в этот время формировались подмосковные отложения известняков, так что практически вся палеозойская фауна Московского региона относится к каменноугольному периоду.
Своим названием период обязан огромным залежам каменного угля. Уголь возникал из огромного количества погибших растений, которые накапливались и постепенно захоранивались, не успевая разлагаться. Эти растения – в первую очередь плауновидные и хвощевидные, достигали иногда 30 метров в высоту. Произошла первая дифференциация растительности на 4 фитогеографические области.
Заметно разнообразнее стали наземные позвоночные. Кроме земноводных сушу населяли парарептилии и настоящие рептилии – лепидозавры и звероящеры. В отличие от земноводных, вынужденных держаться около воды, рептилии имели кожу, способную удерживать воду, и их яйца были заключены в оболочку, препятствующую высыханию. Сушу освоили гастроподы – улитки с легочным типом дыхания.
Особый расцвет испытывали наземные членистоногие и в первую очередь насекомые – некоторые стрекозы имели размах крыльев до 1 метра. В лесах существовали гигантские метровые сколопендры, которые могли быть грозными хищниками. На Земле было тепло, в атмосфере было очень много углекислого газа, усиливавшего парниковый эффект. Видимо, кислорода тоже было больше чем сейчас, так как размеры насекомых лимитируются концентрацией кислорода в атмосфере.
Впрочем, судя по всему, тепло было не всегда и не везде. Есть данные, что в каменноугольном периоде было несколько эпох оледенения. Уровень моря часто менялся. Так среди отложений каменноугольного периода в Подмосковье есть и отложения суши с месторождениями угля, и отложения устья реки, и типично морские отложения.
В морях испытывают расцвет брахиоподы, мшанки, иглокожие – криноидеи и морские ежи, моллюски – гастроподы и головоногие – наутилоидеи. Кораллы строит рифы, а фораминиферы фузулиниды местами размножаются столь сильно, что из их раковин образуются фузулинидовые известняки.
Водные позвоночные представлены в основном акулами и лучеперыми рыбами. Многочисленные в предыдущие периоды трилобиты и прямораковинные головоногие становятся редкими, чувствуется что эти группы постепенно угасают.
Пару недель назад, возвращаясь в Москву, возле ж/д станции Фрезер была примечена небольшая куча пестрых глин и известняков. То что это именно известняки и глины (а, например, не куча битого кирпича и бетона) хорошо видно с электричке, поскольку отвал расположен вблизи путей, слева (если ехать в сторону Москвы) почти сразу как заканчивается платформа, у гаражей. Сегодня удалось повнимательнее рассмотреть сам отвал. К сожалению никаких существенных находок... >>>
Палеоклуб Целью создания клуба является желание объединить детей и их родителей, которым интересна не только окружающая нас природа, но и как выглядела жизнь многие миллионы лет назад до появления на планете человека, как она изменялась и как выглядела в различные геологические периоды. Познакомиться ближе с ископаемыми останками животных и растений, населявших нашу планету много миллионов лет назад не только через стекло витрины музея, но и подержав в руках, найденную собственноручно древность! ... >>>
Представляю вашему вниманию продолжение серии публикаций по сопутствующей растениям фауне каменноугольного леса. Надо сказать что с изучением насекомых каменноугольного периода Донбасса сложилась парадоксальная ситуация, при более чем трёх вековой истории изучения и разработки месторождений угля и других полезных ископаемых Донбасса, их практически не изучали. Были описаны единичные находки насекомых в отложениях верхов карбона в 20-е годы прошлого века и в начале 2000-х сделанные мной находки насекомых... >>>
Каменноугольный период , сокращённо карбон (С) - геологический период в верхнем палеозое и пятая снизу система палеозойской эратемы, соответствующая пятому периоду палеозойской эры геологической истории Земли. Начало 360 млн лет назад, конец 286 млн лет назад, продолжительность карбона 74 млн лет. Назван из-за масштабных процессов углеобразования в это время.
Впервые появляются очертания величайшего суперконтинента в истории Земли - Пангеи. Пангея образовалась при столкновении Лавразии (Северная Америка и Европа) с древним южным суперконтинентом Гондваной. Незадолго до столкновения Гондвана повернулась по часовой стрелке, так что её восточная часть (Индия, Австралия, Антарктида) переместилась к югу, а западная (Южная Америка и Африка) оказалась на севере. В результате поворота на востоке появился новый океан - Тетис, а на западе закрылся старый - океан Рея. В то же время океан между Балтикой и Сибирью становился все меньше; вскоре эти континенты тоже столкнулись.
Тектоника и магматизм
Основные структурные элементы земной коры на протяжении каменноугольного периода испытали существенные перестройки, вызванные проявлением герцинской складчатости. Их результатом явилось превращение значительной части |геосинклинальных областей в складчатые горные сооружения - герциниды. Первая фаза герцинского тектогенеза , проявившаяся на рубеже девона и карбона, вызвала разрастание геоантиклинальных поднятий в геосинклинальных областях. Поднятия вскоре сменились на обширных пространствах погружениями земной коры и развитием морских трансгрессий , достигших максимума в визейском веке. Более интенсивным было проявление герцинской складчатости в конце раннекаменноугольной эпохи. Эти движения происходили в ряде геосинклинальных областей, внутри которых возникли складчатые структуры герцинид. Особенно интенсивно складкообразование проявилось в Западно-Европейской геосинклинальной области и Урало-Монгольском геосинклинальном поясе. Возникшие здесь складчатые структуры в среднем карбоне вступили в орогенный этап развития. Наряду с образованием межгорных впадин формировались краевые или предгорные прогибы на границе воздымавшихся горных сооружений и платформ . Во впадинах и прогибах накапливались мощные обломочные толщи, с которыми связаны крупнейшие угольные бассейны и месторождения. В платформенных областях тектонические движения конца раннего - начало среднего карбона проявились поднятиями, вызвавшими регрессии моря. В среднем карбоне местами возникали новые трансгрессии. На рубеже средне- и поздне-каменноугольных эпох произошла новая фаза герцинской складчатости, усложнившая ранее сформировавшиеся герциниды. В позднем карбоне движения земной коры всё более дифференцировались. Наряду с преобладанием регрессий происходили ограниченные трансгрессии. В позднем карбоне продолжались складкообразовательные движения в геосинклиналях . На всём протяжении каменноугольного периода в геосинклинальных поясах проявлялся магматизм. Предполагают, что в карбоне платформы Южного полушария и экваториальной области образовали единый гигантский суперконтинент - Гондвану. В Северном полушарии допускается существование гипотетического материка Ангариды, располагавшегося на месте современной Северной Азии. Геологическое развитие земной коры в каменноугольном периоде предопределило в планетарном масштабе преобладание морских отложений в нижнем карбоне и широкое развитие континентальных фаций в средних и верхних отделах.
Флора и фауна
В каменноугольный период бурно развивается наземная древесная растительность, что впоследствии способствовало интенсивному углеобразованию. Достигли максимального расцвета некоторые группы высших споровых растений, появившиеся ещё в девоне: сигиллярии, лепидодендрон (плауновидные), каламиты (хвощевидные), ставроптерисы, различные ужовниковые (папоротниковидные), семенные хвощи, кордаиты (голосеменные). Возникшие семенные растения могли поселяться в более сухих местах обитания, так как особенности их размножения не связаны с наличием воды. Господствовали плауновидные (в частности, лепидодендроны), членистостебельные (каламиты и др.) и папоротники. Характерно широкое распространение лесных формаций. В связи с происходившим в течение каменноугольного периода усилением дифференциации климата и обособлением климатических поясов, в среднем и позднем карбоне чётко выделяются три флористические области: тропическая - Еврамерийская, северного умеренного климата - Ангарская и южного умеренного пояса - Гондванская.
Полезные ископаемые
За время каменноугольного периода сформировались месторождения разнообразных полезных ископаемых, главнейшие из которых - угли . Залежи углей карбона составляют около 25% общих мировых запасов ископаемых углей. Угольные бассейны и месторождения карбона широко представлены в Европе и Северной Америке, где сконцентрировано более 80% общих геологических запасов углей этого возраста. Основные угольные бассейны в Европейской части Pоссии - Подмосковный , на Украине - Донецкий и Львовско-Волынский. Из угольных бассейнов каменноугольного периода в Азиатской части Pоссии важнейшие Кузнецкий и Тунгусский, в Казахстане - Карагандинский и Экибастузский. Многочисленные угольные бассейны преимущественно средне- и позднекаменноугольного возраста известны в зарубежной Европе и Азии, Северной Америке и на южных континентах. С отложениями карбона связаны самые крупные в Европе бассейны: Южный Уэльс, Ланкашир, Нортумберленд, Кент в Великобритании, Астурийский в Испании, Валансьен во Франции, Льеж и Кампин в Бельгии, Нижнерейнско-Вестфальский (Рурский) в Германии, Верхнесилезский в Польше, Остравский в Чехии. Угленосность каменноугольной системы в Азии развита менее чем в Европе. Основные угольные бассейны известны на северо-востоке Китая, в Турции (Зонгулдак), Монголии, Индонезии и др. В Северной Америке с пенсильванскими толщами связано наибольшее угленакопление (Аппалачский, Иллинойсский, Пенсильванский, Мичиганский, Техасский бассейны). Из горючих ископаемых кроме углей каменноугольная система содержит залежи нефти и природного газа. В Pоссии промышленная нефтегазоносность карбона характерна для востока восточно-Европейской платформы (Волго-Уральская нефтегазоносная провинция), где залежи нефти и газа присутствуют в нижних и средних отделах. Нефтегазоносны каменноугольные отложения и в Днепрово-Донецкой впадине. Здесь залежи нефти и газа приурочены к визейским, серпуховским и башкирским отложениям, а в верхах верхнего карбона залегают основные запасы газа. Крупные нефтяные и газовые месторождения миссисипского (раннекаменноугольного) возраста известны в центральных и восточных штатах США (Мидконтинент). Отложениям каменноугольной системы подчинены многочисленные месторождения различных руд осадочного и магматогенного происхождения. Из осадочных руд - бурые железняки (Восточно-Европейская платформа , Урал), бокситы (Подмосковный бассейн, Средняя Азия). С отложениями каменноугольной системы местами связаны залежи огнеупорных глин; с интрузиями - крупнейшие (ныне в основном выработанные) месторождения железных руд на Урале и менее богатые в Саяно-Алтайской и других складчатых областях, а также месторождения руд полиметаллов. Каменноугольные известняки повсеместно используются как цементное сырьё, строительный и облицовочный камень и т.д.
