Кембрийский период


Кембрийский период
сокр. Кембрий
Карта континентов в середине кембрия (500 млн лет назад)
Карта континентов в середине кембрия (500 млн лет назад)
Геохронологические данные
538.8–485.4 млн лет назад
До- Ке О С Д Ка Пе Т Ю М Па Н
Эон Фанерозой
Эра Палеозой
Длительность 53 млн лет
Климат[1][2]
Уровень кислорода 21 %
Уровень CO2 7−9 %
Средняя температура 25 °C
Подразделения

Ке́мбри́йский пери́од[3] (ке́мбрий) — геологический период, с которого начались палеозойская эра и весь фанерозойский эон. Начался 538,8 ± 0,2 млн лет назад, закончился 485,4 ± 1,9 млн лет назад. Продолжался, таким образом, примерно 53 млн лет[4]. Комплекс отложений (горных пород), соответствующих данному возрасту, называется кембри́йской систе́мой.

Кембрийская система впервые выделена в 1835 году английским исследователем А. Седжвиком и получила название от римского наименования Уэльса — лат. Cambria[2]. Он выделил 3 отдела кембрия. Международная комиссия по стратиграфии предложила с 2008 года ввести 4 отдел.

В кембрии происходят кардинальные изменения в биосфере: если до этого почти вся жизнь была простой и одноклеточной (кроме хуайнаньской и эдиакарской биот, последняя существовала прямо перед кембрийской), то уже в начале периода происходит резкое увеличение числа сложных многоклеточных организмов, у многих из которых имеется либо экзо-, либо эндоскелет[5]. Это событие носит название «кембрийский взрыв». В результате «взрыва» появляются многие современные типы организмов, такие как хордовые, членистоногие, моллюски и многие другие. Несмотря на расцвет жизни в океанах, суша всё ещё была сплошной пустыней. Существуют доказательства, что некоторые моллюски и членистоногие могли выходить в то время на сушу и питаться там различными микроорганизмами, но полностью наземными они не были[6]. Что касается континентов, то основным материком была Гондвана, находившаяся почти полностью в южном полушарии.

Подразделение кембрийской системы

Согласно международной стратиграфической шкале кембрийская система подразделяется на 4 отдела: терренёвский (541—521 млн лет назад), 2-й отдел (521—509 млн лет назад), 3-й отдел (509—497 млн лет назад) и фуронгский отдел (497—485,4 млн лет назад)[7].

В российской стратиграфической шкале кембрийская система подразделяется на 3 отдела, 4 надъяруса и 10 ярусов:

Период (система) Эпоха (отдел) Надъярус Век (ярус)
Кембрийский период Верхний кембрий
(Фуронгский)
Кыршабактинский (Ꞓ3k) Батырбайский (Ꞓ3b)
Аксайский (Ꞓ3ak)
Сакский (Ꞓ3s)
Аюсокканский (Ꞓ3as)
Средний кембрий
(Акадский)
Якутский (Ꞓ2j) Майский (Ꞓ2m)
Амгинский (Ꞓ2am)
Нижний кембрий Ленский (Ꞓ1l) Тойонский (Ꞓ1k)
Ботомский (Ꞓ1b)
Алданский (Ꞓ1a) Атдабанский (Ꞓ1at)
Томмотский (Ꞓ1t)

Для подразделений верхнего кембрия в Северной Америке разработано иное ярусное деление, здесь выделяют 3 яруса:

География и климат

В начале кембрийского периода произошёл распад суперконтинента, существовавшего в конце неопротерозоя. На юге возник континент Гондвана, который сформировали Южно-Американская, Африкано-Аравийская, Индостанская, Австралийская и Антарктическая платформы. К северу от Гондваны располагались континенты Лаврентия (преимущественно на основе Северо-Американской платформы), Балтика (Восточно-Европейская платформа) и Сибирь (Сибирская платформа). Между Гондваной и северными континентами находился океанический бассейн, а окружал все континентальные блоки, по-видимому, океан Палеопасифик. В океане находились также несколько микроконтинентов — Цен­траль­но­ка­зах­стан­ский, Ту­ви­но-Мон­голь­ский, Бар­гу­зи­но-Ви­тим­ский, Цен­траль­но­мон­голь­ский, — на окраинах которых формировались островные вулканические дуги[3].

В раннем кембрии на большей части северных континентов были часты океанские трансгрессии, в ходе которых значительные площади покрывались мелководными, богатыми фауной тёплыми морями (так, температура воды в морях Сибири в это время предположительно не опускалась ниже 25 °C). Гондвана на протяжении кембрия, за исключением северных и восточных окраин, испытывала поднятие[3].

Во второй половине периода в результате столкновения островных дуг с континентами и микроконтинентами началась салаирская стадия каледонского тектогенеза. Этот процесс породил складчато-надвигово-покровные горные системы в районе Урало-Охотского, Тасманского и Трансантарктического подвижных поясов. С середины кембрия площадь внутренних морей на Сибирской и Восточно-Европейской платформах постепенно уменьшалась К концу периода горообразовательные процессы привели к тому, что рельеф континентов стал более контрастным, сформировались предгорные и межгорные прогибы, заполнявшиеся молассой, произошла активизация вулканической деятельности[3].

Климат на Земле на протяжении кембрийского периода отличался как от современного, так и, в особенности, от предшествовавшей ему неопротерозойской эпохи. Если в настоящее время среднегодичная планетарная температура составляет около 14 °C, а в неопротерозое она была ещё ниже — около 12 °C, то на протяжении кембрия она составляла 22 °C. Более высокой средняя планетарная температура была только на протяжении короткого времени ближе к концу пермского периода. Высоким температурам, вероятно, способствовало отсутствие на географических полюсах суши или внутренних морей, что препятствовало появлению полярных ледяных шапок значительных размеров. По-видимому, в поясе между 30-м градусом северной и южной широты в этот период держался субтропический климат, а на широтах тропика Рака и тропика Козерога располагались обширные полупустыни[7].

Органический мир кембрийского периода

Трилобит Asaphiscus wheeleri из среднекембрийских отложений штата Юта (США)

Кембрий — время возникновения и расцвета трилобитов. Это древняя группа членистоногих животных, ближе всего стоящих к ракообразным. Все известные представители класса трилобитов были морскими животными.

В начале этого периода возникли организмы, обладавшие минеральными скелетами. В палеонтологической летописи появились все обладающие скелетами типы животных, известные в настоящее время, за исключением мшанок[источник не указан 2313 дней]. Долгое время «взрывное» появление жизни в кембрийском периоде ставило в тупик учёных. Относительно недавно была открыта так называемая эдиакарская фауна, а также менее известные хайнаньская фауна и фауна Доушаньто, относящиеся к эдиакарскому периоду позднего протерозоя — более древние, но не имевшие никаких скелетных образований и долгое время остававшиеся скрытыми от палеонтологов. Стало ясно, что многоклеточная жизнь возникла не в кембрии, а существенно раньше, а в кембрии организмы «научились» строить минеральные скелеты, которые имеют гораздо больше шансов сохраниться в толщах пород, чем мягкие тела животных.

Опабиния (Opabinia)

В основном кембрийская биота обитала в морских бассейнах. Существовало большое количество трилобитов, гастропод, брахиопод. Одновременно существовали и животные, которых трудно отнести к какой-либо известной группе. Вообще, даже виды, принадлежащие к известным типам, на современные совершенно не похожи. Рифостроящими организмами были археоциаты, существовавшие только в кембрии, и водоросли, выделяющие известь. Судя по всему, в кембрии появились первые почвенные беспозвоночные — черви и многоножки. Также в этот период появились коралловые полипы, головоногие моллюски, членистоногие и хордовые.

Характерные обитатели кембрийских морей

Геология

Комплекс горных пород, характеризующих кембрийскую систему, выделен на примере пород Уэльса А. Седжвиком в 1835 году[3]. В спор между Седжвиком и ещё одним геологом Родериком Мэрчисоном, впервые описавшим в это же время силурийскую систему, частично пересекавшуюся с оригинальным описанием кембрийской, оказалось вовлечено большинство ведущих геологов Великобритании, и в итоге временные рамки обоих периодов были уточнены к 1879 году с введением промежуточной ордовикской системы[7]. Седжвик выделил в геологии кембрийской системы три отдела. Дальнейшая ревизия его выводов (Ч. Уолкотт, Ч. Лапуорт) легла в основу градации отделов кембрия, принятой 4-м Международным геологическим конгрессом в 1888 году[3].

В процессе морских трансгрессий на территории северных континентов кембрия формировались толщи осадочных пород. В эпиконтинентальных морях континента Сибирь в основном накапливались карбонатные породы. На юго-западе Сибири в начале периода сформировался солеродный бассейн, с юга ограниченный горами байкальской складчатости, а с севера отделяемый от моря полосой биогермов. В морях континента Балтика формировались глинистые и песчано-глинистые отложения. В морях на западе Лаврентии накапливались карбонатные осадки, а на востоке континента — терригенные[3].

Известны несколько областей кембрийских вулканических пород в Южном полушарии. В начале периода наиболее активной была вулканическая деятельность на территории современной Австралии. Её север и центральную часть характеризуют трапповые базальты, сформировавшиеся в это время. На северо-востоке Австралии, в Новой Зеландии и ряде районов Антарктиды (север Земли Виктории, горы Элсуэрт и Пенсакола) вулканические периоды раннего и среднего кембрия связаны с деятельностью вулканической островной дуги и представлены базальтами и мафическими интрузиями. В северном полушарии вулканические породы, датируемые ранним и средним кембрием, находятся в южной Сибири и западной Монголии (Алтайские и Саянские горы), на востоке Казахстана и северо-западе Китая (Тянь-Шань) и на северо-востоке Китая. В Северной Америке вулканическая деятельность первой половины кембрия представлена гранитными интрузиями и базальтовыми и риолитовыми экструзиями на территории Оклахомы. К нижнему кембрию относятся цирконы из слоя вулканического пепла в Нью-Брансуике (Канада) и вулканические туфы в Марокко и юго-западном Китае, датируемые 521 млн лет назад — границей между томмотским (дотрилобитовым) и атдабанским ярусами[7].

Тёплый климат кембрия обусловил отсутствие датируемых этим периодом валунных суглинков, формирующихся как ледниковые отложения. Эти породы наличествуют как в более ранних слоях осадков, так и в более поздних, формировавшихся в ордовикский период, когда континент Гондвана начал дрейф в сторону Южного полюса. Песчаники, содержащие зёрна кварца с царапинами из-за перекатывания ветром, вентифакты (отполированные ветром валуны) и эвапориты, представляют собой наследие кембрийских пустынь и полупустынь тропической зоны[7].

См. также

Примечания

  1. History of Earth's Climate: Cambrian
  2. 1 2 Кембри́йская систе́ма (пери́од) / Розанов А. Ю. // Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов. — М. : Большая российская энциклопедия, 2004—2017.
  3. 1 2 3 4 5 6 7 Ке́мбрийская систе́ма (пери́од) / Розанов А. Ю. // Канцелярия конфискации — Киргизы. — М. : Большая российская энциклопедия, 2009. — С. 542. — (Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов ; 2004—2017, т. 13). — ISBN 978-5-85270-344-6.
  4. International chronostratigraphic chart v. 2022/02. International Commission on Stratigraphy. Архивировано 2 апреля 2022 года.
  5. Butterfield, N. J. (2007). “Macroevolution and macroecology through deep time”. Palaeontology. 50 (1): 41—55. DOI:10.1111/j.1475-4983.2006.00613.x.
  6. Seilacher, A.; Hagadorn, J.W. (2010). “Early Molluscan evolution: evidence from the trace fossil record” (PDF). PALAIOS (Submitted manuscript). 25 (9): 565—575. Bibcode:2010Palai..25..565S. DOI:10.2110/palo.2009.p09-079r.
  7. 1 2 3 4 5 Robison R. A., Crick R. E., and Johnson M. E. Cambrian Period (англ.). — статья из Encyclopædia Britannica Online. Дата обращения: 26 декабря 2021.

Литература

Ссылки

Д
о
к
е
м
б
р
и
й
Палеозой (541,0—251,9 млн лет назад) М
е
з
о
з
о
й
Кембрий
(541,0—485,4)
Ордовик
(485,4—443,8)
Силур
(443,8—419,2)
Девон
(419,2—358,9)
Карбон
(358,9—298,9)
Пермь
(298,9—251,9)