Ареалы трёх видов современных двоякодышащих рыб, обитающих в пресных водоёмах, находятся в Южной Америке, Африке и Австралии. Какая форма изоляции лежит в основе данного видообразования? Знание какой теории в области геологии позволило учёным описать наиболее вероятный механизм формирования трёх современных видов двоякодышащих рыб? Опишите с учётом этой теории, как происходило видообразование.
Спрятать пояснение
Пояснение.
1. Географическая (пространственная) изоляция.
2. Теория дрейфа континентов.
3. Установлено, что Южная Америка, Африка и Австралия представляли собой единый континент, на котором обитали предки современных двоякодышащих рыб.
4. В результате расхождения материков в каждой изолированной популяции накапливались разные мутации (изменился генофонд).
5. В каждой изолированной популяции на рыб оказывали воздействие разные условия (отбор работал в разных направлениях).
6. Репродуктивная изоляция (действие отбора) привела к появлению разных видов рыб.
Спрятать критерии
Критерии проверки:
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|---|
| Ответ включает в себя все названные выше элементы, не содержит биологических ошибок | 3 |
| Ответ включает в себя три из названных выше элементов, которые не содержат биологических ошибок | 2 |
| Ответ включает в себя два из названных выше элементов, которые не содержат биологических ошибок | 1 |
| Все иные ситуации, не соответствующие правилам выставления 3, 2 и 1 балла | 0 |
| Максимальный балл | 3 |
На настоящий момент установлено, что жизнь на Земле возникла около 3-3,5 млрд. лет назад. За это время на планете произошли
существенные изменения: менялся климат, двигались материки, активно шли горообразовательные процессы. Вода то затапливала
гигантские пространства на миллионы лет, то отступала под натиском испепеляющего солнца и жары.
Об этих процессах мы можем только догадываться, изучая осадочные породы, которые за это время пластами накладывались
друг на друга. Химический анализ позволяет определить их возраст, а также сделать вывод о климате того периода. В определение
возраста окаменелостей помогает радиоуглеродный анализ.
Архейская эра (от греч. archē — начало)
Наиболее ранняя эра Земли, начавшаяся около 3-3,5 млрд. лет назад и продлившаяся 900 млн. лет. Самые древние живые организмы
были найдены в этот промежуток времени: они были гетеротрофами, заселявшими дно теплых морей. Кислород отсутствовал, был
возможен только анаэробный тип дыхания.
В архейский период отмечалась активная вулканическая деятельность, происходили значительные колебание температуры. На поверхности
Земли жизнь была невозможна из-за губительных УФ (ультрафиолетовых) лучей. Именно поэтому жизнь «спряталась» на дне океана, где не так
выражены перепады температур и рассеивается УФ излучение.
В течение архея появились первые фотосинтезирующие организмы — сине-зеленые водоросли (цианобактерии). Атмосфера начала постепенно обогащаться кислородом.
Как оказалось, это вещество — кислород — предопределит путь развития жизни на Земле: в дальнейшем возникнут миллионы видов,
которые им дышат, и жить без него не смогут. В числе этих видов и мы с вами.
К концу архея животные разделились на про- и эукариотические организмы.
Протерозойская эра (от греч. proteros — первый из двух + zoe — жизнь)
Протерозойская эра продолжалась около 2000 млн. лет. Поверхность планеты напоминала ледяную пустыню, климат соответственно
был холодный.
Дальнейшее развитие жизни продолжалось. В этой эре выделились царства растений, животных и грибов. Возникли первые
многоклеточные организмы: кишечнополостные, губки, водоросли, предки трилобитов. Были распространены
сине-зеленые водоросли — цианобактерии, которые выделяли кислород в ходе фотосинтеза.
В течение этой эры в атмосфере возросла концентрация кислорода и приблизилась к 1% — точки Пастера, критического для
эволюции значения. Считается, что по достижении точки Пастера становится возможным кислородный тип дыхания и устойчивая
жизнедеятельность аэробных организмов.
В течение протерозойской эры концентрация кислорода в атмосфере достигнет 10% — сформируется озоновый слой, служащий эффективной защитой для
всего живого от губительного УФ-излучения. Благодаря озоновому слою появятся первые наземные экосистемы.
Палеозойская эра (греч. palaios — древний)
Продолжалась около 340 млн. лет. Эту эру подразделяют на 6 периодов, которые мы рассмотрим:
- Кембрийский
- Ордовикский
- Силурийский
- Девонский
- Каменноугольный (карбон, от англ. carbon — углерод)
- Пермский
Холодный климат меняется на умеренно влажный, а затем на теплый сухой. Тают оледенения суши, в результате чего
огромные пространства заполняются водой.
Все растения и животные обитают в море, однако, на побережье появляются первые наземные грибы, лишайники.
Животный мир активно развивается: на глубине в море появились трилобиты и мечехвосты, коралловые полипы, иглокожие.
Большая часть суши подверглась сильнейшему затоплению, наземные животные почти не встречались. В толще океана обитали
фораминиферы и радиолярии.
В теплых морях процветали кишечнополостные (в их числе и коралловые полипы), иглокожие, моллюски. Установлено, что в
этом периоде жили первые представители типа хордовых — бесчелюстные.
Климат становится более сухим, суша поднимается — вода отступает, тем самым создаются условия для развития наземных
видов. И действительно, силур отличается этими знаменательными событиями: растения и животные осваивают сушу.
В приливно-отливных зонах возникают первые наземные растения: риниофиты и псилофиты, еще имеющие очень много общего
с водорослями. И, тем не менее, псилофиты — пионеры суши. У них появляются проводящие и механические ткани, которые
водорослям были ни к чему.
Появились первые наземные
животные: многоножки и паукообразные — скорее всего произошедшие от трилобитообразных, которые долгое время могли оставаться на
отмелях после отлива. На образовавшейся суше они чувствовали себя просторно и вальяжно: хищники
отсутствовали, конкуренция была небольшой. В таких условиях размножение происходило быстро.
Это период господства рыб в морях. Возникают активно плавающие хрящевые рыбы, у которых имеются челюсти для захвата пищи. Появляются все известные на настоящее время систематические группы рыб.
Некоторые рыбы, обитающие в бедных кислородом (пересыхающих) водоемах, используя плавники, приобрели способность переползать из
одного водоема в другой и дышать атмосферным воздухом. Так появляются двоякодышащие и кистеперые рыбы.
К концу девона на сушу выходят первые земноводные: ихтиостеги и стегоцефалы, произошедшие от кистеперых рыб. Возникают
древовидные леса, состоящие из хвощей, плаунов и папоротников.
В карбоне материки еще более опускаются, часть суши оказывается заболоченной. Поначалу теплый и влажный климат
сменяется к концу периода холодным и сухим.
Бурно развиваются древовидные леса из папоротников, которые достигали в высоту 40 метров. Массовое отмирание
папоротникообразных в этом периоде привело к образованию обширных залежей каменного угля, в честь которого период
и получил свое название.
Размножение семенных растений, появившихся в карбоне, более не связано с наличием воды, благодаря чему они
расселяются вглубь материков.
В морях все также распространены фораминиферы, радиолярии, кораллы и моллюски. Возникают первые насекомые: тараканы,
стрекозы, жесткокрылые. Под конец периода появляются пресмыкающиеся, размножение которых не связано с наличием воды,
что позволяет им заселить сухие, ранее незаселенные территории.
В перми активируется вулканическая деятельность, происходит крупнейшее отступление моря, вследствие которого
образуются большие пространства суши. Климат также меняется: он становится резко континентальным.
К таким серьезным изменениям не приспособлены многие виды животных и растений: полностью вымирают трилобиты, многие
моллюски, крупные рыбы и насекомые, значительная часть амфибий, исчезают древовидные папоротники, хвощи и плауны.
В природе не бывает пустого места: приспособленные особи выживают, размножаются и занимают освобожденные другими
видами ниши. Бурно развиваются пресмыкающиеся, появляются звероподобные ящеры, примерно в это же время возникают
первые млекопитающие.
Чтобы легко запомнить периоды палеозойской эры, рекомендую взять на вооружение мнемоническое правило: «Каждый
Отличный Студент Должен Курить Папиросы». Если вы обратите внимание на первые буквы этих слов, то поймете,
что они совпадают с первыми буквами периодов палеозоя и расположены в нужном порядке.
Мезозойская эра (греч. mesos — средний + zoe — жизнь)
Мезозойская эра продлилась 186 млн. лет. Если бы мы сейчас перенеслись в то далекое время, то внешне заметили бы сходство
мезозойского мира с нынешним, однако более детальное изучение показало бы нам, что его составляют совершенно иные растения
и животные.
В мезозое выделяется три периода:
- Триас
- Юрский
- Меловой
Климат становится более сухим, что приводит к пересыханию внутренних морей. Активно идут горообразовательные процессы,
начавшиеся в перми. Начинается движение материков, образуются пустынные пространства.
В царстве растений господствуют голосеменные, размножение которых не зависит от воды. Среди голосеменных активно заселяют
территории саговниковые, хвойные, гинкговые растения.
Большинство амфибий окончательно вымирает. В животном мире господствуют пресмыкающиеся, среди которых встречаются черепахи,
ихтиозавры, птицетазовые и ящеротазовые динозавры, клювоголовые, крокодилы и чешуйчатые. Часть рептилий дает начало
млекопитающим, близким к однопроходным животным.
Климат становится более теплым и влажным, несколько увеличивается площадь морей. В глубине материков образовались многочисленные
озера и болота.
В царстве растений господство остается за голосеменными растениями, наибольший расцвет среди которых переживают беннеттитовые,
гнетовые, саговниковые.
В морях многочисленны головоногие моллюски. Самые разнообразные формы принимают морские пресмыкающиеся — ихтиозавры, плезиозавры.
Эта эра принадлежит динозаврам. Рептилии господствуют в воде, на земле и в воздухе. К концу периода возникает первоптица —
археоптерикс, давшая начала обширной группе птиц.
Климат становится более холодным. Активируются горообразовательные процессы — именно в этом периоде образовались Анды, Альпы,
Гималаи. Название периода связано с многочисленными отложениями мела, которые образовались за счет раковин фораминифер.
Появляются цветковые (покрытосеменные) растения, вероятно произошедшие от голосеменных растений в результате скачкообразного изменения (мутации) женских органов размножения. Появления цветка и плода — важнейшие ароморфозы этого периода. К концу периода
вымерли многие голосеменные растения.
Крупные моллюски и рептилии вымирают, эра динозавров заканчивается. На первый план выходят млекопитающие,
ароморфозы которых, теплокровность и живорождение, позволяют занять господствующее положение. Появляются
сумчатые и плацентарные млекопитающие.
Кайнозойская эра (греч. kainos — новый + zoe — жизнь)
Отправной точкой кайнозойской эры служит образование Альп, в это же время возникли и другие высочайшие горные системы.
Я искренне рад быть вашим современником, и сообщаю, что мы с вами живем в кайнозойскую эру, которая длится уже 67 млн. лет.
За это время произошло несколько материковых оледенений, возникновение человека.
В кайнозое выделяют три периода:
- Палеоген (греч. palaios — древний и genos — рождение, возраст)
- Неоген (греч. neo — новый)
- Четвертичный (антропогеновый, от греч. anthropos — человек)
В начале палеогена устанавливается теплый тропический и субтропический климат. Широко распространяются леса и
редколесья. Большая часть животных представлена лесными обитателями.
Сумчатые и плацентарные млекопитающие эволюционируют параллельно. Возникают приматы, хищные и копытные животные,
широкого разнообразия достигает мир птиц.
К концу палеогена климат становится континентальным, в Арктике и Антарктике появляются первые ледяные шапки. Леса
преобразуются в саванны и заросли кустарников.
Климат в неогене был влажным и теплым. Расселившиеся в палеоген кустарники сменяются саванной и степной растительностью,
образуются полупустыни и пустыни.
По берегам рек и озер растут березы, можжевельник, сосны, ивы, тополя. Среди животных расцвет происходит у обитателей
открытых пространств: гиппарионов (примитивных лошадей), быков, слонов, жирафов, антилоп. Среди разнообразного и многочисленного
класса птиц нередко встречаются хищные гигантские бегающие птицы.
Для неогена характерно большое разнообразие среди приматов, и появление первых человекообразных обезьян — антропоидов.
В ходе данного периода неоднократно происходили изменения климата. Поверхность Северного полушария оледеневала.
Изменился и растительный мир — в Евразии распространилась таежная и тундровая растительность. Флора приобрела сегодняшний облик.
Среди животных были распространены бизоны, мамонты, носороги, пещерные медведи. Примерно 2 млн. лет назад появился
человек умелый, начался процесс антропогенеза — становления человека, в результате которого возник вид Homo sapiens.
Активная деятельность человека: распашка земель, вырубка лесов, вытаптывание полей крупным рогатым скотом — привели
к сужению ареала обитания многих видов животных, часть из которых вымерла.
Рекомендую мнемоническое правило, которое поможет запомнить периоды мезозойской и кайнозойской эры по первым буквам слов:
«Ты, Юра, Мал — Подожди, Немного, А?»
Пангея и удивительная Австралия
В конце палеозоя и начале мезозоя всю сушу представлял один единственный континент — Пангея (др.-греч. Πανγαῖα — всеземля).
В юрском периоде Пангея разделилась на два континента: северный — Лавразия (позже разделилась на Евразию и Северную Америку),
и южный — Гондвана (позже разделилась на Африку, Южную Америку, Индию, Австралию и Антарктиду.)
Особого внимания требует Австралия. Этот материк отделился раньше всех, вследствие чего флора и фауна на нем формировались
изолированно от остальных континентов.
Именно по этой причине в Австралии можно обнаружить виды растений и животных, которые
более нигде не встречаются: сумчатые животные (кенгуру, куница, коала), подземные орхидеи, банксии и многие другие удивительные виды.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2023
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
(в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Мысль о том, что континенты были некогда соединены в единое целое, отнюдь не нова: ее высказал Фрэнсис Бэкон (1561-1626) еще в 1620-х годах, а в 1668 году французский теолог Франко Плаке опубликовал книгу, название которой в переводе с французского выглядит следующим образом: «Распад большого и малого мира, где показано, что до всемирного потопа Америка не была отделена от других частей света».
-
- Содержание статьи:
Первая карта, показывающая взаимное соответствие очертаний континентов, опубликована в 1858 г. Антонио Снидером, который обосновывал свою теорию сходством окаменелых растений, обнаруженных в различных частях Северной Америки и Европы.
Гипотеза (теория) учёного Альфреда Вегенера
С теорией дрейфа материков наиболее тесно связано имя немецкого ученого А. Вегенера (1880-1930). Изучая астрономию, Альфред Вегенер увлекся метеорологией и геофизикой. В 1912 году он прочел цикл лекций на эту тему и напечатал свою первую статью. В 1915 г. опубликована классическая монография А. Вегенера «Происхождение материков и океанов» (впервые издана в русском переводе в 1925 г.). Несколькими годами раньше Вегенера ту же теорию выдвинул американец Фрэнк Б. Тейлор.
Внимание Вегенера, как и его предшественников, к идее дрейфа материков было вызвано их очертаниями на карте мира. Ученый искусно реконструировал древние материки и в подтверждение своей точки зрения привлек тщательно собранные геологические, геодезические, геофизические, палеонтологические и палеоклиматические доказательства. Однако эти науки должны были еще существенно развиться, чтобы теория была безоговорочно признана.
Что такое дрейф материков
Дрейф материков — это перемещение континентов. Основоположник теории о дрейфе материков Альфред Вегенер полагал, что континенты двигаются по базальтам океанического дна. После трагической гибели Вегенера в научных кругах о гипотезе забыли.
Весьма веские данные в пользу теории Вегенера о дрейфе материков (перемещении материков) были получены геологами, работавшими в южном полушарии. Оказалось, что пермокарбоновое оледенение по своей интенсивности и площади распространения превосходило недавнюю плейстоценовую ледниковую эпоху. Полевые геологические исследования обнаружили следы этого оледенения в Южной Америке, Африке, Австралии, Индии, Антарктиде и на Мадагаскаре. Геологи, изучавшие тиллиты (моренные образования, принесенные и оставленные древними ледниками) и ископаемые растения, смогли провести их возрастную корреляцию на разных континентах. Если исходить из того, что материки всегда находились в своем современном положении, то установленные факты противоречат всем данным геологии и палеонтологии. Объединение районов древнего оледенения в единое целое не только приводит в соответствие геологические факты, но и свидетельствует о том, что современные материки прежде были смещены к Южному полюсу. А это в свою очередь позволяет объяснить существование в то же геологическое время тропических условий, господствовавших в Северной Европе.
Движение литосферных плит
Пример: исходя из данных, Евразиатская литосферная плита и расположенная на ней Евразия год за годом движется в юго-восточном направлении. Материк дрейфует.
Пример: исходя из данных, Евразиатская литосферная плита и расположенная на ней Евразия год за годом движется в юго-восточном направлении. Материк дрейфует.
Соответствие геологических структур и окаменелостей
Исследования, проведенные на территории Индии и Австралии, доказали существование былых связей между континентами. Так, впадины пермского возраста в северо-западной Австралии соответствуют аналогичным бассейнам Индии, а Восточная Австралия по геологическим особенностям близка Антарктиде. Тесные связи между геологическим строением Западной Африки и Бразилии дают еще одно доказательство того, что прежде они соединялись. В Западной Африке наблюдается четкая граница между древними породами, возраст которых 2 млрд. лет, и более молодыми формациями, насчитывающими около 400 млн. лет. Эта граница проходит близ Аккры в Гане и далее в юго-западном направлении погружается в Атлантический океан. Ее продолжение было обнаружено геологической экспедицией в Бразилии точно в предсказанном месте – у города Сан-Луиса (штат Мараньян). Свести вместе материки северного полушария, ныне далеко отстоящие друг от друга (Северную Америку, Европу и Азию), было немного труднее, но сейчас неопровержимо доказано, что некогда они составляли единый континент Лавразию. Геологи доказали, что горы Шотландии, Норвегии, Гренландии и Аппалачей в Северной Америке в истории своей были одной горной цепью.
Вегенер уделил большое внимание географическому распределению ископаемых органических остатков. До него палеонтологам приходилось предполагать существование между материками перемычек суши, сухопутных мостов, чтобы объяснить распределение некоторых ископаемых растений и животных. Допускали даже, что такие перемычки занимали площади, равные целым материкам, которые они соединяли. Долгое время считали, что эти сухопутные мосты исчезли путем постепенного оседания и погружения под воду. Детальное изучение дна океанов в последние годы опровергло эти представления. Идея же о Гондване, объединявшей Африку, Южную Америку, Антарктиду, Индию и Австралию, объясняет распределение многих ископаемых животных и растений. Например, окаменелые останки мезозавра, который не мог переплыть океан, были обнаружены только в Юго-Западной Африке (Намибия) и в Бразилии. Недавние исследования не только подтвердили дрейф материков, но и позволили точно установить их положение в геологическом прошлом. Важную роль сыграли здесь теории спрединга морского дна и тектоники плит. Одним из слабых мест теории Вегенера было допущение о существовании гигантских сил, требующихся для раздвижения материков. Новая теория дает убедительное объяснение природы этих движущих сил, хотя многое еще здесь остается неясным, как, например, распад первичного сверхконтинента – Пангеи.
Слово «пангея» — от греческого слова «пангайа», означающего «вся Земля».
Циклы сверконтинентов
Сущность теории дрейфа материков — видео
Автор доступно объясняет об истории становления материков, о том, что и сегодня материки не перестают двигаться и о том, какой прогноз дают ученые относительно расположения континентов, движения материков в будущем — спустя 200 млн лет. О дрейфе континентов можно смотреть, начиная с 3:16.
Современное доказательство того, что континенты подвижны — появление разломов и глубоких трещин, не связанных с работой в шахтах.
Дрейф материков — анимация
Так выглядит движение материков Земли за несколько секунд.
P.S. Интересные факты
- Согласно тектонике плит, Россия не должна претендовать на Аляску (а также часть Чукотки и Якутии), так как они находятся на Северо-Американской плите. 🙂
- И, опять же, согласно тектонике плит, современные материки не стоят на месте, а изменяют положение на 1-2 см в год.
- На Земле есть 5 океанов: Северно-Ледовитый, Атлантический, Тихий, Индийский и Южный. Они огромны и занимают большую часть нашей планеты. Во времена Пангеи почти всё то же количество воды находилось в одном единственном океане — Панталасса. Течения в этом доисторическом океане были другими – не такими, как сегодняшние: например, движение течения осуществлялось на более большой глубине, не было сильных приливов и отливов. Праокеан был очень спокойным и температура воды не сильно отличалась от современной.
- Центральные части современных материков были очень засушливыми, во время существования Пангеи там почти не шли дожди. Климат, напоминающий пустыню, был связано с тем, что эти территории были окружены высокими горами, которые сдерживали приток дождевых облаков в определенные регионы.
Рассматривая карту обоих полушарий нашей планеты, сложно не заметить, что очертания материков повторяют друг друга, будто рассыпанные пазлы некогда единой картинки. Мысль о том, что некогда материки составляли одно целое, но по каким-то причинам разошлись на тысячи километров, впервые была высказана ещё в начале XVII века английским учёным Бэконом.
С тех пор эта теория неоднократно формулировалась разными представителями научного мира, но подвести под неё серьёзное фактологическое обоснование удалось лишь Альфреду Вегенеру в 1912 году.
Теория Вегенера о дрейфе материков
Немецкий астроном и метеоролог А. Вегенер не был первооткрывателем этой теории, зато именно он сумел обобщить множество теоретических выкладок, наблюдений и расчётов в достаточно стройную теорию. Она была сформулирована в виде цикла лекций и статей, с которыми учёный регулярно выступал, начиная с 1912 года. Спустя три года он издал монографию «Происхождение материков и океанов», в которой изложил свои взгляды на дрейф материков, их разбегание друг от друга.
Согласно этой теории, изначально на нашей планете существовали два праматерика, условно названные Лавразией и Гондваной. Лавразия включала территории современной Евразии и Северной Америки, Гондвана – Южную Америку, Африку, Австралию и Антарктиду. Между ними пролегал океан Тетис. Однако примерно 300 миллионов лет назад Лавразия и Гондвана соединились в одно целое, образовав огромный материк, который учёный назвал Пангеей.
Около 180 миллионов лет назад Пангея была расколота на несколько частей, ставших впоследствии известными нам материками. При этом образовались два океана – Атлантический и Индийский.
Эти процессы Вегенер объяснил тем, что земная кора испытывает влияние центробежных и гравитационных сил, которые заставляют отдельные участки смещаться. В некоторых областях земная кора растягивается, результатом чего становится вулканическая активность, в других – сжимается, и на этом месте образуются протяжённые горные массивы. Ярким примером служат Анды и Кордильеры – грандиозные горные цепи, протянувшиеся вдоль тихоокеанского побережья Американского континента.
Теория Вегенера превосходно объяснила множество фактов, остававшихся до того непонятными науке – в частности, сходство геологических пород, животного и растительного мира на материках, разъединённых тысячами километров океанской воды.
Критика теории Вегенера
Концепция дрейфа материков на момент опубликования не могла внятно объяснить, какие силы приводят материки в движение. Вегенер предполагал, что они передвигаются по базальтовому дну океана в результате вращения Земли и гравитационного взаимодействия планет, но любые расчёты показывали, что центробежной силы недостаточно, чтобы вызвать такое перемещение.
Поэтому после смерти Вегенера его теория была забыта на несколько десятилетий, и в научном мире господствовала теория геосинклиналей, согласно которой причиной тектонических процессов считались некие колебательные циклы, сотрясавшие земную кору. Материки признавались неподвижными, а видовое единство флоры и фауны объяснялось наличием в прошлом неких сухопутных мостов, по которым животные переходили с материка на материк. Считалось, что впоследствии эти мосты опустились на дно океана вместе с легендарной Атлантидой, а их остатки мы сегодня можем наблюдать в виде архипелагов, нередко вытянутых в линию.
Однако в 60-х годах ХХ столетия структура океанского дна была изучена гораздо лучше, и на нём обнаружили такие же горные хребты, как и на суше. Тогда учёные вспомнили о теории дрейфа материков и внесли в неё существенные дополнения. Сегодня известно, что материки перемещаются не сами по себе, а вместе с литосферными плитами, плавающими на поверхности магмы, из которой состоит мантия планеты. На стыках литосферных плит магма периодически прорывается на поверхность, что проявляется в виде землетрясений и вулканических извержений.
Дрейф материков происходит благодаря тектоническим процессам – взаимному перемещению плит относительно друг друга. Всего на поверхности планеты насчитывается 8 крупных тектонических плит, между которыми располагаются более мелкие образования. Они перемещаются из-за конвекции – действия тепловых и гравитационных сил, формирующих в толще магмы мощные течения. Разогретые ближе к центру планеты массы поднимаются на поверхность, а их место занимают более вязкие и тяжёлые массивы магмы, потерявшие исходную температуру.
Скорость перемещения материков не превышает нескольких сантиметров в год. Математическое моделирование процесса показывает, что спустя 100 миллионов лет их очертания будут выглядеть совсем по-другому. Северная и Южная Америки сольются в единый континент, Австралия приблизится к Азии, а Атлантический океан существенно увеличится.
и не забудьте поделиться с друзьями
В 1912 году немецкий ученый Альфред Вегенер предположил, что около 200 миллионов лет назад все материки Земли составляли единый массив суши, который он назвал Пангеей. В последующие 200 миллионов лет Пангея разделилась на несколько материков, которые стали постепенно перемещаться по направлению к их современному положению. Эта идея не получала широкой поддержки до 1960 годов, когда были получены доказательства теории Вегенера. Наиболее убедительное свидетельство основано на магнетизме потоков лавы. Когда поток лавы застывает, то металлические частицы в лаве ориентируются в направлении магнитного поля Земли. Поэтому геологи могут определить направление север — юг, каким оно было в то время, а также бывшую широту этого участка. Исходя из этого, можно составить карту древней Земли и увидеть, как материки располагались раньше. Конечно, дрейф материков продолжается и в наши дни.
Геологи давно знали, что поверхность Земли представляет собой подвижную кору, постоянно изменяющуюся, сжимающуюся и вспучивающуюся под воздействием огромных глубинных сил. Известно, что эти изменения затрагивают громадные куски земной коры, которые называются тектоническими плитами. Одни края этих плит выталкиваются наружу, другие опускаются. Там, где плиты сталкиваются, возникают складки — горные цепи. Когда такие горные массивы возникают на дне океана, они вытесняют воду и океан расширяется. При помощи сверхточных инструментов, расположенных на спутниках, ученые узнали, что Великобритания удаляется от Северной Америки со скоростью 5 сантиметров в год.
Представление о дрейфе материков (тектонике плит) необходимо для изучения распространения и эволюции жизни на нашей планете. Эта теория объясняет, почему останки тропических животных находят в Антарктиде и почему животный мир Австралии и Южной Америки отличается от животного мира других континентов. Дрейф материков отделяет популяции друг от друга именно таким образом, который способствует видообразованию и закладывает основы для дальнейшего независимого развития групп примитивных организмов.
Пангея начала разделяться в триасовом периоде (225 миллионов лет назад), и уже к концу мезозойской эры (65 миллионов лет назад) материки занимали приблизительно то же положение, что и сегодня.
6 января 1912 года Альфред Вегенер выступил с
докладом, содержащим положения теории континентального дрейфа. О человеке,
который хотел стать астрономом, а занимался метеорологией и геофизикой, об
ученом, которого в равной мере интересовали литосферные плиты и верхние слои
атмосферы, и путешественнике, которого изучение погоды привело в Гренландию,
откуда он не вернулся
Тот же интерес к метеорологии привел ученого и в Гренландию. В ходе первой экспедиции Вегенера путешественники поставили метеостанцию, откуда можно было запускать змеев и привязные аэростаты для изучения атмосферы. В Гренландии Вегенер наблюдал полярное сияние. Причины его возникновения уже были известны, и теперь оно служило нуждам науки: его спектральный анализ позволял изучать верхние слои атмосферы, почти не исследованные на тот момент.
После возвращения Вегенер начал преподавать в Марбургском университете и издал несколько научных работ. В конце 1910 года произошло то, что побудило ученого заняться изучением геофизики. Из его писем:
«Мой сосед по комнате, доктор Таке, получил к Рождеству большой настольный атлас Андрее. Мы часами с восхищением рассматривали его великолепные карты. И тут мне пришла в голову одна мысль. Пожалуйста, взгляните на карту мира: разве не совпадает по своим контурам восточный берег Южной Америки с западным берегом Африки настолько точно, что кажется, будто раньше они составляли единое целое? Это совпадение проявляется еще лучше, если посмотреть на карту глубин дна Атлантического океана и сравнивать между собой не современные границы континентов, а бровки крутых подводных уступов, обрывающихся к глубокому ложу океанов. Этой идеей я должен заняться».
Осенью 1911 года Вегенеру попалась работа, содержащая обоснование исторической связи между Африкой и Южной Америкой с точки зрения палеонтологии. Свои размышления на тему прошлого континентов и их движения Вегенер (который к тому моменту не опубликовал ни одной научной статьи) представил в виде доклада Германской геологической ассоциации 6 января 1912 года. «Выступление одного человека против всего мира», как его описали на сайте Института полярных и морских исследований, носящего сейчас имя Вегенера.
Конечно, он был не первым, кто заметил, как похожи между собой очертания Африки и Южной Америки. В XVI веке это отметил фламандский картограф, автор первого географического атласа современного типа Абрахам Ортелий и в качестве объяснения предположил, что континенты могут передвигаться:
«Следы разделения проявляются, если взглянуть на карту мира и сравнить очертания трех континентов (имеются в виду атлантические побережья Евразии, Африки и Северной и Южной Америки)».
На то же сходство обращали внимание философ Фрэнсис Бэкон, теолог Теодор Лилиенталь, географ и натуралист Александр фон Гумбольдт, допускал подобное и Михаил Ломоносов. Попадались и довольно интересные теории. Французский географ Антонио Снидер-Пеллегрини полагал, что трещина, проходящая по дну Атлантического океана, является местом, где выходили на поверхность вулканические газы, что привело к сжатию Земли. Воды океанов обрушились на материки — и вот он, Всемирный потоп. А британский астроном Джордж Говард Дарвин (второй сын великого Чарлза Дарвина) высказал идею о том, что впадина Тихого океана и разломы коры — это следствие отделения от Земли ее спутника, Луны.
И вот Альфред Вегенер стал тем, кто представил предположения о возможности движения континентов в форме более-менее обоснованной и цельной теории (оставив в стороне потоп и Луну). Он впервые использовал и сам термин «континентальный дрейф». В работе 1915 года «Происхождение континентов и океанов» и ее переизданиях в течение 1920-х годов он собрал вместе обоснования своей теории из различных областей науки.
Придя к своим заключениям практически самостоятельно, Вегенер позднее отмечал вклад многих исследователей в изучение движения континентов. Исследователь доказывал, что когда-то материки образовывали суперконтинент Пангею, которая затем делилась и дробилась. Обоснованием этому служили в том числе сходства флоры и фауны (и их ископаемых останков) Европы и Америки. Движение материков он объяснял вращением Земли, а также притяжением Солнца и Луны. Сближение массивов суши, например Европы и Африки, столкновение Декана и Азии послужило причиной возникновения горных массивов в этих областях.
Гипотеза Вегенера не только не нашла понимания, но и вызвала волну возмущения и обвинения в «фантастичности и дилетантизме». В чем-то критики были правы: представленная тогда теория не объясняла механизмы движения континентов, кроме того, Вегенер значительно переоценивал скорость движения материков (в сто раз — 250 см вместо принятых сегодня 2,5 см в год). Другие возражения и общее восприятие идей были менее обоснованы: их причиной стали недопонимания (в том числе из-за необходимости перевода) и неприятие самого ученого (что понимает метеоролог в геофизике?).
Пока шли обсуждения и споры, Вегенер воевал на полях Первой мировой, вернувшись, заинтересовался палеоклиматологией, стал преподавать в Грацком университете и предпринял еще две экспедиции в Гренландию. Во время одной из них, при переходе из одной станции к другой, исследователь погиб.
Прошло еще немало лет, прежде чем теория Вегенера получила подтверждение и развитие. С 1950-х годов начинались исследования мантии Земли, перемещения масс вещества внутри нее и изучение магнитных аномалий вдоль океанических хребтов. Новые открытия в геологии, новые данные подтверждали предположения Вегенера и его единомышленников. Теория движения литосферных плит, или мобилизм, получила-таки всеобщее признание.
Согласно современной теории литосферных плит вся литосфера узкими и активными зонами — глубинными разломами — разделена на отдельные блоки, перемещающиеся в пластичном слое верхней мантии относительно друг друга со скоростью 2-3 см в год. Эти блоки называются литосферными плитами.
Впервые предположение о горизонтальном движении блоков коры было высказано Альфредом Вегенером в 1920-х годах в рамках гипотезы «дрейфа континентов», но поддержки эта гипотеза в то время не получила.
Лишь в 1960-х годах исследования дна океанов дали неоспоримые доказательства горизонтальных движении плит и процессов расширения океанов за счёт формирования (спрединга) океанической коры. Возрождение идей о преобладающей роли горизонтальных движений произошло в рамках «мобилистического» направления, развитие которого и повлекло разработку современной теории тектоники плит. Основные положения тектоники плит сформулированы в 1967-68 группой американских геофизиков — У. Дж. Морганом, К. Ле Пишоном, Дж. Оливером, Дж. Айзексом, Л. Сайксом в развитие более ранних (1961-62) идей американских учёных Г. Хесса и Р. Дигца о расширении (спрединге) ложа океанов.
Утверждается, что ученые не совсем уверены, что вызывает эти самые сдвиги и как обозначились границы тектонических плит. Существует бессчетное множество различных теорий, но ни одна из них полностью не объясняет все аспекты тектонической активности.
Давайте хотя бы узнаем как это себе представляют сейчас.
Вегенер писал:
«В 1910 г. мне впервые пришла в голову мысль о перемещении материков…, когда я поразился сходством очертаний берегов по обе стороны Атлантического океана».
Он предположил, что в раннем палеозое на Земле существовали два крупных материка — Лавразия и Гондвана.
Лавразия — это был северный материк, который включал территории современной Европы, Азии без Индии и Северной Америки. Южный материк — Гондвана объединял современные территории Южной Америки, Африки, Антарктиды, Австралии и Индостана.
Между Гондваной и Лавразией находилось первое морс — Тетис, как огромный залив. Остальное пространство Земли было занято океаном Панталасса.
Около 200 млн лет назад Гондвана и Лавразия были объединены в единый континент — Пангею (Пан — всеобщий, Ге — земля)
Примерно 180 млн лет назад материк Пангея снова начал разделяться на составные части, которые перемешались но поверхности нашей планеты. Разделение происходило следующим образом: сначала вновь появились Лавразия и Гондвана, потом разделилась Лавразия, а затем раскололась и Гондвана. За счет раскола и расхождения частей Пангеи образовались океаны. Молодыми океанами можно считать Атлантический и Индийский; старым — Тихий. Северный Ледовитый океан обособился при увеличении суши в Северном полушарии.
А. Вегенер нашел много подтверждений существованию единого материка Земли. Особенно убедительным показалось ему существование в Африке и в Южной Америке остатков древних животных — листозавров. Это были пресмыкающиеся, похожие на небольших гиппопотамов, обитавшие только в пресноводных водоемах. Значит, проплыть огромные расстояния по соленой морской воде они не могли. Аналогичные доказательства он нашел и в растительном мире.
Интерес к гипотезе движения материков в 30-е годы XX в. несколько снизился, но в 60-е годы возродился вновь, когда в результате исследований рельефа и геологии океанического дна были получены данные, свидетельствующие о процессах расширения (спрединга) океанической коры и «подныривания» одних частей коры под другие (субдукции).
 |
|
Строение |
Верхняя каменная часть планеты разделена на две оболочки, существенно различающиеся по реологическим свойствам: жесткую и хрупкую литосферу и подстилающую её пластичную и подвижную астеносферу.
Подошва литосферы является изотермой приблизительно равной 1300°С, что соответствует температуре плавления (солидуса) мантийного материала при литостатическом давлении, существующем на глубинах первые сотни километров. Породы, лежащие в Земле над этой изотермой, достаточно холодны и ведут себя как жесткий материал, в то время как нижележащие породы того же состава достаточно нагреты и относительно легко деформируются.
Литосфера разделена по плиты, постоянно движущиеся по поверхности пластичной астеносферы. Литосфера делится на 8 крупных плит, десятки средних плит и множество мелких. Между крупными и средними плитами располагаются пояса, сложенные мозаикой мелких коровых плит.
Границы плит являются областями сейсмической, тектонической и магматической активности; внутренние области плит слабо сейсмичны и характеризуются слабой проявленностью эндогенных процессов.
Более 90 % поверхности Земли приходится на 8 крупных литосферных плит:
Некоторые литосферные плиты сложены исключительно океанической корой (например, Тихоокеанская плита), другие включают фрагменты и океанической и континентальной коры.
 |
|
Схема образования рифта |
Различают три типа относительных перемещений плит: расхождение (дивергенция), схождение (конвергенция) и сдвиговые перемещения.
Дивергентные границы – границы, вдоль которых происходит раздвижение плит. Геодинамическую обстановку, при которой происходит процесс горизонтального растяжения земной коры, сопровождающийся возникновением протяженных линейно вытянутых щелевых или ровообразных впадин называют рифтогенезом. Эти границы приурочены к континентальным рифтам и срединно-океанических хребтам в океанических бассейнах.
Термин «рифт» (от англ. rift – разрыв, трещина, щель) применяется к крупным линейным структурам глубинного происхождения, образованным в ходе растяжения земной коры. В плане строения они представляют собой грабенообразные структуры. Закладываться рифты могут и на континентальной, и на океанической коре, образуя единую глобальную систему, ориентированную относительно оси геоида. При этом эволюция континентальных рифтов может привести к разрыву сплошности континентальной коры и превращению этого рифта в рифт океанический (если расширение рифта прекращается до стадии разрыва континентальной коры, он заполняется осадками, превращаясь в авлакоген).
Процесс раздвижения плит в зонах океанских рифтов (срединно-океанических хребтов) сопровождается образованием новой океанической коры за счёт магматических базальтовых расплав поступающих из астеносферы. Такой процесс образования новой океанической коры за счёт поступления мантийного вещества называется спрединг (от англ. spread – расстилать, развёртывать).
 |
|
Строение |
В ходе спрединга каждый импульс растяжения сопровождается поступлением новой порции мантийных расплавов, которые, застывая, наращивают края расходящихся от оси СОХ плит. Именно в этих зонах происходит формирование молодой океанической коры.
 |
|
Столкновение |
Субдукция – процесс поддвига океанской плиты под континентальную или другую океаническую. Зоны субдукции приурочены к осевым частям глубоководных желобов, сопряжённых с островными дугами (являющихся элементами активных окраин). На субдукционные границы приходится около 80% протяжённости всех конвергентных границ.
При столкновении континентальной и океанической плит естественным явлением является поддвиг океанической (более тяжёлой) под край континентальной; при столкновении двух океанических погружается более древняя (то есть более остывшая и плотная) из них.
Зоны субдукции имеют характерное строение: их типичными элементами служат глубоководный желоб – вулканическая островная дуга – задуговый бассейн. Глубоководный желоб образуется в зоне изгиба и поддвигасубдуцирующей плиты. По мере погружения эта плита начинает терять воду (находящуюся в изобилии в составе осадков и минералов), последняя, как известно, значительно снижает температуру плавления пород, что приводит к образованию очагов плавления, питающих вулканы островных дуг. В тылу вулканической дуги обычно происходит некоторое растяжение, определяющее образование задугового бассейна. В зоне задугового бассейна растяжение может быть столь значительным, что приводит к разрыву коры плиты и раскрытию бассейна с океанической корой (так называемый процесс задугового спрединга).
Объём поглощённой в зонах субдукции океанской коры равен объёму коры, возникающей в зонах спрединга. Это положении подчёркивает мнение о постоянстве объёма Земли. Но такое мнение не является единственным и окончательно доказанным. Не исключено, что объём планы меняется пульсационно, или происходит уменьшение его уменьшение за счёт охлаждения.
Погружение субдуцирующей плиты в мантию трассируется очагами землетрясений, возникающих на контакте плит и внутри субдуцирующей плиты (более холодной и вследствие этого более хрупкой, чем окружающие мантийные породы). Эта сейсмофокальная зона получила название зона Беньофа-Заварицкого. В зонах субдукции начинается процесс формирования новой континентальной коры. Значительно более редким процессом взаимодействия континентальной и океанской плит служит процесс обдукции – надвигания части океанической литосферы на край континентальной плиты. Следует подчеркнуть, что в ходе этого процесса происходит расслоение океанской плиты, и надвигается лишь её верхняя часть – кора и несколько километров верхней мантии.
 |
|
Столкновение |
При столкновении континентальных плит, кора которых более лёгкая, чем вещество мантии, и вследствие этого не способна в неё погрузиться, протекает процесс коллизии. В ходе коллизии края сталкивающихся континентальных плит дробятся, сминаются, формируются системы крупных надвигов, что приводит к росту горных сооружений со сложным складчато-надвиговым строением. Классическим примером такого процесса служит столкновение Индостанской плиты с Евразийской, сопровождающееся ростом грандиозных горных систем Гималаев и Тибета.
Процесс коллизии сменяет процесс субдукции, завершая закрытие океанического бассейна. При этом в начале коллизионного процесса, когда края континентов уже сблизились, коллизия сочетается с процессом субдукции (продолжается погружение под край континента остатков океанической коры). Для коллизионных процессов типичны масштабный региональный метаморфизм и интрузивный гранитоидный магматизм. Эти процессы приводят к созданию новой континентальной коры (с её типичным гранито-гнейсовым слоем).
Основной причиной движения плит служит мантийная конвекция, обусловленная мантийными теплогравитационными течениями.
Источником энергии для этих течений служит разность температуры центральных областей Земли и температуры близповерхностных её частей. При этом основная часть эндогенного тепла выделяется на границе ядра и мантии в ходе процесса глубинной дифференциации, определяющего распад первичного хондритового вещества, в ходе которого металлическая часть устремляется к центру, наращивая ядро планеты, а силикатная часть концентрируются в мантии, где далее подвергается дифференциации.
Нагретые в центральных зонах Земли породы расширяются, плотность их уменьшается, и они всплывают, уступая место опускающимся более холодными и потому более тяжёлым массам, уже отдавшим часть тепла в близповерхностных зонах. Этот процесс переноса тепла идёт непрерывно, в результате чего возникают упорядоченные замкнутые конвективные ячейки. При этом в верхней части ячейки течение вещества происходит почти в горизонтальной плоскости, и именно эта часть течения определяет горизонтальное перемещение вещества астеносферы и расположенных на ней плит.
В целом, восходящие ветви конвективных ячей располагаются под зонами дивергентных границ (СОХ и континентальными рифтами), нисходящие – под зонами конвергентных границ. Таким образом, основная причина движения литосферных плит – «волочение» конвективными течениями. Кроме того, на плиты действуют ещё рад факторов.
В частности, поверхность астеносферы оказывается несколько приподнятой над зонами восходящих ветвей и более опущенной в зонах погружения, что определяет гравитационное «соскальзывание» литосферной плиты, находящейся на наклонной пластичной поверхности. Дополнительно действуют процессы затягивания тяжёлой холодной океанской литосферы в зонах субдукции в горячую, и как следствие менее плотную, астеносферу, а также гидравлического расклинивания базальтами в зонах СОХ.
 |
|
Литосфера |
К подошве внутриплитовых частей литосферы приложены главные движущие силы тектоники плит – силы мантийного “волочения” (англ. drag) FDO под океанами и FDC под континентами, величина которых зависит в первую очередь от скорости астеносферного течения, а последняя определяется вязкостью и мощностью астеносферного слоя. Так как под континентами мощность астеносферы значительно меньше, а вязкость значительно больше, чем под океанами, величина силы FDC почти на порядок уступает величине FDO. Под континентами, особенно их древними частями (материковыми щитами), астеносфера почти выклинивается, поэтому континенты как бы оказываются “сидящими на мели”.
Поскольку большинство литосферных плит современной Земли включают в себя как океанскую, так и континентальную части, следует ожидать, что присутствие в составе плиты континента в общем случае должно “тормозить” движение всей плиты. Так оно и происходит в действительности (быстрее всего движутся почти чисто океанские плиты Тихоокеанская, Кокос и Наска; медленнее всего – Евразийская, Северо-Американская, Южно-Американская, Антарктическая и Африканская, значительную часть площади которых занимают континенты).
Наконец, на конвергентных границах плит, где тяжелые и холодные края литосферных плит (слэбы) погружаются в мантию, их отрицательная плавучесть создает силу FNB (индекс в обозначении силы – от английского negative buoyance). Действие последней приводит к тому, что субдуцирующая часть плиты тонет в астеносфере и тянет за собой всю плиту, увеличивая тем самым скорость ее движения. Очевидно, сила FNB действует эпизодически и только в определенных геодинамических обстановках, например в случаях описанного выше обрушения слэбов через раздел 670 км.
Таким образом, механизмы, приводящие в движение литосферные плиты, могут быть условно отнесены к следующим двум группам:
- связанные с силами мантийного “волочения” (mantle drag mechanism), приложенными к любым точкам подошвы плит, на рисунке – силы FDO и FDC;
- .связанные с силами, приложенными к краям плит (edge-force mechanism), на рисунке – силы FRP и FNB.
Роль того или иного движущего механизма, а также тех или иных сил оценивается индивидуально для каждой литосферной плиты.
 |
|
Литосфера |
Совокупность этих процессов отражает общий геодинамический процесс, охватывающих области от поверхностных до глубинных зон Земли. В настоящее время в мантии Земли развивается двухъячейковая мантийная конвекция с закрытыми ячейками (согласно модели сквозьмантийной конвекции) или раздельная конвекция в верхней и нижней мантии с накоплением слэбов под зонами субдукции (согласно двухъярусной модели).
Вероятные полюсы подъема мантийного вещества расположены в северо-восточной Африке (примерно под зоной сочленения Африканской, Сомалийской и Аравийской плит) и в районе острова Пасхи (под срединным хребтом Тихого океана – Восточно-Тихоокеанским поднятием). Экватор опускания мантийного вещества проходит примерно по непрерывной цепи конвергентных границ плит по периферии Тихого и восточной части Индийского океанов.
Современный режим мантийной конвекции, начавшийся примерно 200 млн. лет назад распадом Пангеи и породивший современные океаны, в будущем сменится на одноячейковый режим (по модели сквозьмантийной конвекции) или (по альтернативной модели) конвекция станет сквозьмантийной за счет обрушения слэбов через раздел 670 км. Это, возможно, приведет к столкновению материков и формированию нового суперконтинента, пятого по счету в истории Земли.
Перемещения плит подчиняются законам сферической геометрии и могут быть описаны на основе теоремы Эйлера. Теорема вращения Эйлера утверждает, что любое вращение трёхмерного пространства имеет ось.
Таким образом, вращение может быть описана тремя параметрами: координаты оси вращения (например, её широта и долгота) и угол поворота. На основании этого положения может быть реконструировано положение континентов в прошлые геологические эпохи. Анализ перемещений континентов привёл к выводу, что каждые 400-600 млн. лет они объединяются в единый суперконтинент, подвергающийся в дальнейшем распаду. В результате раскола такого суперконтинента Пангеи, произошедшего 200-150 млн. лет назад, и образовались современные континенты.
Тектоника литосферных плит — это первая общегеологическая концепция, которую можно было проверить. Такая проверка была проведена. В 70-х гг. была организована программа глубоководного бурения. В рамках этой программы буровым судном «Гломар Челленджер», было пробурено несколько сотен скважин, которые показали хорошую сходимость возрастов, оцененных по магнитным аномалиям, с возрастами, определенными по базальтам или по осадочным горизонтам. Схема распространения разновозрастных участков океанической коры показана на рис.:
 |
|
Возраст океанской коры по магнитным аномалиям |
В конце 80-х гг. завершился еще один эксперимент по проверке движения литосферных плит. Он был основан на измерении базовых линий по отношению к далеким квазарам. На двух плитах выбирались точки, в которых, с использованием современных радиотелескопов, определялось расстояние до квазаров и угол их склонения, и, соответственно, рассчитывались расстояния между точками на двух плитах, т. е., определялась базовая линия. Точность определения составляла первые сантиметры. Через несколько лет измерения повторялись. Была получена очень хорошая сходимость результатов, рассчитанных по магнитным аномалиям, с данными, определенными по базовым линиям
 |
|
Схема, иллюстрирующая результаты |
Движение плит изменяет длину базовой линии между радиотелескопами, расположенными на разных плитах. На карте Северного полушария показаны базовые линии, на основании измерений которых по методу ИСДБ получено достаточное количество данных, чтобы сделать надежную оценку скорости изменения их длины (в сантиметрах в год). Числа в скобках указывают величину смещения плит, рассчитанную по теоретической модели. Почти во всех случаях расчетная и измеренная величины очень близки
Таким образом, тектоника литосферных плит за эти годы прошла проверку рядом независимых методов. Она признана мировым научным сообществом в качестве парадигмы геологии в настоящее время.
Зная положение полюсов и скорости современного перемещения литосферных плит, скорости раздвижения и поглощения океанического дна, можно наметить путь движения континентов в будущем и представить их положение на какой-то отрезок времени.
Такой прогноз был сделан американскими геологами Р. Дитцем и Дж. Холденом. Через 50 млн. лет, по их предположениям, Атлантический и Индийский океаны разрастутся за счет Тихого, Африка сместится на север и благодаря этому постепенно ликвидируется Средиземное море. Гибралтарский пролив исчезнет, а «повернувшаяся» Испания закроет Бискайский залив.
Африка будет расколота великими африканскими разломами и восточная ее часть сместится на северо-восток. Красное море настолько расширится, что отделит Синайский полуостров от Африки, Аравия переместится на северо-восток и закроет Персидский залив.
Индия все сильнее будет надвигаться на Азию, а значит, Гималайские горы будут расти. Калифорния по разлому Сан-Андреас отделится от Северной Америки, и на этом месте начнет формироваться новый океанический бассейн.
Значительные изменения произойдут в южном полушарии. Австралия пересечет экватор и придет в соприкосновение с Евразией. Этот прогноз требует значительного уточнения. Многое здесь еще остается дискуссионным и неясным.
Эволюционные теории
Автор статьи — Л.В. Окольнова.
Ученых всегда волновал вопрос не только происхождения ныне существующих организмов, но и механизмов этих изменений.
Соответственно, каждый ученый выдвигал свои гипотезы и пытался их обосновать.
Мы рассмотрим эволюционные теории самых известных ученых.
Карл Линней
Швейцарский ученый и очень верующий человек, Линней был естествоиспытателем, изучал ботанику и зоологию и эволюционная теория не была основной целью его исследований.
Он ввел свою систематику организмов (таксономические категории), бинарную номенклатуру для описания живого. Основной единицей систематики считал вид.
Что касается эволюции, то Линней относился к креационистам, т.е. считал, что все живое создано Богом и виды не меняются.
|
Единица эволюции |
Факторы эволюции |
Принцип систематизации видов |
| Отсутствует | Отсутствует | Сходство строения на основе отдельно произвольно взятых признаков. |
Жан Батист Ламарк
Первый ученый, который пытался выстроить целостную теорию эволюции.
“всему живому присуще «стремлении к совершенству»…” Ж.Б.Ламарк
Во-первых, он читал, что живое произошло из неживого, во-вторых, разделение животных на позвоночных и беспозвоночных — именно его заслуга. Понятие “вид” он отрицал, считая, что единицей эволюционных изменений является организм сам по себе — особь.
Ламарк говорил об изменчивости как основном механизме для приспособления, адаптации к меняющимся условиям, что новоприобретенные признаки обязательно должны наследоваться, но основой механизмов всего этого он считал “внутреннее стремление к совершенству и упражняемость”.
|
Единица эволюции |
Факторы эволюции |
Принцип систематизации видов |
|
Особь |
Внутреннее стремление к совершенству, адаптация к условиям среды, наследование приобретенных признаков. |
Выделение градаций — последовательных ступеней усложнения организации. |
Чарлз Дарвин
О нем знают все. Его портреты во всех школах, музеи его имени есть по всему миру. Ему постоянно приписывают происхождение человека от обезьяны, хотя он об это НЕ ПИСАЛ!
Нас интересуют основные моменты его теории биологической эволюции, над которой он трудился 20 лет!
• Основой для эволюции всего живого является изменчивость;
• Признаки, помогающие организму выживать в изменяющихся условиях, должны передаваться по наследству;
• Движущая сила эволюции — борьба за существование;
• Выживание и преимущественное размножение приспособленных — естественный отбор;
• Естественный отбор ведет к дивергенции (расхождению) признаков и, в конечном счете, к видообразованию.”
|
Единица эволюции |
Факторы эволюции |
Принцип систематизации видов |
|
Вид |
Направленного действия -наследственность, изменчивость, борьба за существование. Направляющий — естественный отбор. |
Единство происхождения видов. |
Современная (синтетическая теория эволюции)
Ученый, который “синтезировал” (отсюда и название), объединил теорию Дарвина и генетику — С.С. Четверяков.
• Основа эволюции — мутации, причем именно генные, т.к. они должны передаваться по наследству;
• как и в классической теории, в синтетической теории эволюции основной движущий фактор — это естественный отбор ;
• элементарная единица эволюции — популяция;
• эволюция — длительный процесс — смена одной популяции за другой приводит, в конце концов, к образованию вида или нескольких видов (дивергентность);
• вид — это замкнутое образование, при этом наблюдается поток генов — особи мигрируют из одной популяции в другую;
• макроэволюция — результат микроэволюции, при этом все закономерности микроэволюции (на уровне вида) переходят и на более высокий уровень.
|
Единица эволюции |
Факторы эволюции |
Принцип систематизации видов |
|
Популяция |
Направленного действия -наследственность, изменчивость и мутации, борьба за существование. Направляющий — естественный отбор. | Единство происхождения видов. |
Примеры заданий.
А1. Назовите учёного, первым предпринявшего попытку классификации живых существ и предложившего удобный и простой принцип двойных названий для каждого вида.
1) Ж. Б. Ламарк ;
2) Ж. Кювье;
3) К. Линней;
4) Ч. Дарвин.
В12. Установите соответствие между учёными и взглядами на историческое развитие живой природы.
ВЗГЛЯДЫ
A) движущей силой эволюции является внутреннее стремление к совершенству
Б) изменения условий среды вызывают у организмов положительные, негативные и нейтральные наследственные изменения
B) благоприобретённые признаки наследуются
Г) движущей силой эволюции является естественный отбор Д) элементарной эволюционной единицей является отдельная особь Е) элементарной эволюционной единицей является популяция
УЧЁНЫЕ
1) Ч. Дарвин
2) Ж. Б. Ламарк
Ответ.
А — 2
Б — 1
В — 2 (обратите внимание: по Ламарку — именно благоприобретенные, по Дарвину — все)
Г — 1
Д — 2
Е — 1 ( у Дарвина это вид, здесь допущена небольшая неточность, но в большинстве вопросов ЕГЭ тоже так)
Если вам понравился наш разбор эволюционных теорий — записывайтесь на курсы подготовки к ЕГЭ по биологии онлайн
Спасибо за то, что пользуйтесь нашими публикациями.
Информация на странице «Эволюционные теории» подготовлена нашими редакторами специально, чтобы помочь вам в освоении предмета и подготовке к ЕГЭ и ОГЭ.
Чтобы успешно сдать необходимые и поступить в высшее учебное заведение или колледж нужно использовать все инструменты: учеба, контрольные, олимпиады, онлайн-лекции, видеоуроки, сборники заданий.
Также вы можете воспользоваться другими статьями из данного раздела.
Публикация обновлена:
08.03.2023