История развития ландшафтной оболочки земли. биогенный этап.

      Комментарии к записи История развития ландшафтной оболочки земли. биогенный этап. отключены

История развития ландшафтной оболочки земли. биогенный этап.

Данный этап принято подразделять на три подэтапа: восстановительный, окислительный и окислительно-восстановительный.

1.Восстановительный подэтап — стадия развития биогенных восстановительных ландшафтов занимает период в 1200 млн. лет (3400 — 1400 млн. лет назад, архей, нижний протерозой, низы рифея). В соответствии с существующей теории А.И.Опарина, жизнь появилась в водной среде, содержавшей растворенные органические соединения, каковые синтезировались из CO2,CH4,NH3,H2O и других несложных веществ под действием ультрафиолетового излучения Солнца, которое свободно проникало к Почва. Это был неорганический фотосинтез.

Появившиеся в первичном океане первые организмы были гетеротрофами и питались готовыми органическими соединениями. Много миллионов лет жизнь на Земле была строго ограничена в собственном распространении. Губительные ультрафиолетовые лучи определяли безжизненность земной поверхности и верхнего слоя водоемов (до глубин в 10 м).

Примитивная судьба была представлена бентосными организмами, обитавшими на дне озер, в прибрежных участках океанов и морей на глубине более чем 10 м. Так, первые биогенные ландшафты были субаквальными.

На преобладающей части суши господствовали абиогенные ландшафты, в которых преобладали восстановительные условия, по большей части глеевая среда. В следствии интенсивного вулканизма воздух была богата углекислым газом, что определяло высокую миграционную подвижность марганца и железа и их вынос из кор выветривания в форме бикарбонатов.

За счет фотодиссоциации воды в воздухе имело возможность находиться некое количество озона и кислорода (согласно расчетам американского геохимика Г.Юри – до 0,001 современного количества), но оно всецело расходовалось на окисление минералов. О господстве восстановительной среды в ландшафтах свидетельствуют пиритовые пески, железорудные формации типа железистых кварцитов и золото-урановые конгломераты, характерные для раннего докембрия.

2.Окислительная подэтап стадия развития окислительных биогенных ландшафтов, которая связана с обогащением воздуха кислородом, продолжалась около 1200 млн. лет и завершилась 400 млн. лет назад (рифей, нижний палеозой). Не смотря на то, что начало фотосинтеза в большинстве случаев датируется 1700-2000 млн. лет назад, но его появление не привело сразу же к насыщению воздуха кислородом. Исследования показывают (Л.Беркнер, Л.Маршалл, А.Б.Ронов), что насыщение воздуха кислородом случилось только в рифее (т.е. 1200 млн. лет назад).

Только в то время, когда содержание кислорода составило 0,01 современного количества, жизнь имела возможность всецело освоить озера и верхние горизонты океана, но суша еще оставалась мёртвой. В водоемах показались организмы, талантливые дышать кислородом, не считая бентоса начал развиваться планктон. Только при содержании кислорода 0,1 от современного количества, появился озоновый экран, талантливый защищать жизнь на поверхности суши. Показалась наземная флора.

Это случилось, быть может, в начале силура (400 млн. лет назад). Но вероятно образование кислорода шло стремительнее и суша начала осваиваться судьбой еще в докембрии.

Особенности развития растительного покрова определяют подразделение данной стадии на два этапа: примитивные рифейские пустыни и примитивные нижнепалеозойские пустыни.

Примитивные рифеские пустыни. Геологические эти середины рифея говорят об активных окислительных процессах (формирование красноцветных толщ и появление солей серной кислоты). Биологический круговорот был сейчас примитивный, и осуществлялся несложными животными, бактериями и водорослями.

Воздух содержала еще большое количество углекислого газа, что определяло высокую растворимость карбонатов кальция, воды были недонасыщены этим соединением и животные возможно, не могли концентрировать карбонаты кальция в собственном теле. Этим А.П.Виноградов растолковывает отсутствие известкового скелета у докембрийских беспозвоночных.

Накопление СаСО3 сейчас осуществлялось лишь морскими синезелеными водорослями, каковые отложили огромные толщи известняков, очистив тем самым воздух от СО2, содержание которого было в начале кембрия кроме того меньше современного. Это стало причиной массовому формированию в начале кембрия беспозвоночных с известковым и фосфатным скелетом.

Своеобразные химические условия этого периода выяснили многие особенности геохимии современных биохимии и ландшафтов живых организмов. Как мы знаем, что в литосфере сильные катионы преобладают над сильными анионами. Натрий, калий, магний и кальций в сумме составляют 9,83%, а элементы, образующие сильные анионы – хлор, сера, фосфор, азот и ванадий – только 0,17%.

Такое соотношение определяет преобладание катионов над анионами (не считая ОН-) в растворах первичных земель, т.е. развитие очень сильно щелочной глеевой среды. Организмы примитивных пустынь рифея поглощали все растворимые вещества и в их телах имела возможность создастся вредная для жизни быстро щелочная среда.

На протяжении борьбы с этим негативными условиями неспешно эволюционным методом имел возможность сформироваться механизм обратной отрицательной связи – свойство поглощать сильные анионы в десятки раз посильнее, чем сильные катионы, и тем самым нейтрализовывать щелочную реакцию в организма. Вероятно этими же обстоятельствами разъясняется амфолитоидная природа многих белков и других органических соединений, их «буферная свойство» уменьшать довольно высокий либо поднимать низкий рН.

Возможно, неспешно, эволюционным методом на базе механизма обратной связи создавалась и кислая природа гумуса, которая снабжала связывание части катионов в землях и сглаживание реакции. Так, предполагают, что разная интенсивность анионов и биологического поглощения катионов, амфолитоидная природа белка, кислая реакция гумуса сформировались уже на первых этапах формирования ландшафта как следствие приспособления судьбы к условиям внешней среды.

Это свойство живого вещества закрепилось наследственностью, не смотря на то, что в современных ландшафтах они потеряли собственный приспособительное значение. Так, жизнь в момент собственного происхождения в еще большей степени, чем на данный момент зависела от химических и термодинамических особенностей внешней среды. Свойства среды в то время во многом определяли состав организмов и их химические функции.

В будущем эволюция организмов протекала в тесном сотрудничестве со средой, причем неспешно начало развиваться обратное действие организмов на среду.

Сопоставление с бактериями и современными водорослями разрешает предполагать, что докембрийские организмы накапливали весьма многие элементы, а также кремний, железо, стронций, иод. Сейчас все организмы накапливают азот, кислород, углерод, водород. Но по мере развития живых организмов, их совершенствования, количество накапливающихся элементов уменьшалось.

К примеру, среды позвоночных нет концентраторов, каковые накапливают кремний, железо, стронций, иод. В ходе эволюции организмы освободились от свойственных им ранее химических функций, но соответствующие элементы выполняют в их телах определенные физиологические функции –железо в гемоглобине, йод – в щитовидной железе и т.д. Так, жизнь в докембрии пробовала разные варианты бика, вовлекала в биогенную миграцию разные элементы, пока на протяжении эволюции не появился оптимальный бик, характерный современным ландшафтам.

В ландшафтах докембрия отсутствовали громадные веса мертвого органического вещества, поскольку мы не знаем угольных месторождений этого возраста. Исходя из этого возможно высказать предположение, что в ландшафте отсутствовала восстановительная ситуация и в независимых и подчиненных ландшафтах господствовала окислительная среда.

На Земле сейчас существовала разделение ландшафтов, которая связана с другими факторами и зональностью (орография, оледенения). Но, примитивность биологического круговорота определяла громадное химическое однообразие ландшафтов. Главная часть территории суши была занята монотонной окислительной пустыней, в полярных районах господствовали абиогенные ландшафты.

Примитивные нижнепалеозойские пустыни. Нижний палеозой (кембрий, ордовик, силур) характеризуются развитием высших наземных растений – псилофитов, первых плаунов и папоротников. Это были маленькие кустарники, растущие в сырых местообитаниях.

Так, независимые ландшафты оставались примитивными пустынями, а в подчиненных формировались более разнообразные псилофитовые ландшафты. Но и в независимых и в подчиненных ландшафтах господствовали окислительные условия. К концу этого периода в подчиненных ландшафтах накапливается много органического вещества, которое поглощает часть элементов, выносимых из кор выветривания.

Создаются восстановительные глеевые условия и глеевые преграды.

Каледонский орогенез обусловил резкую разделение климата, что стало причиной горизонтальной климатической разделению ландшафтов (разделению на сухие и мокрые пояса) и формированию высотной поясности.

3.Окислительно-восстановительный подэтап — стадия развития окислительно-восстановительных биогенных ландшафтов 400 млн. лет – современный период (вторая добрая половина палеозоя, мезозой, кайнозой). Окислительно-восстановительная стадия развития начинает формироваться с девона. В подчиненных ландшафтах накопление органического вещества ведет к формированию восстановительных условий.

В независимых ландшафтах так же, как и прежде сохраняется окислительная среда, т.е. происходит разделение химических условий. В будущем развитие биологического круговорота стало причиной происхождению восстановительных условий кроме того в некоторых независимых ландшафтах (тундра, верховые болота, мерзлотная тайга).

Окислительно-восстановительная стадия самая маленькая, но самая изученная. Ее принято подразделять на три периода.

Химические ландшафты второй половины палеозоя (400-250 млн. лет назад). Главные событие этого периода – смена псилофитовой растительности на более высокоорганизованную папоротникообразную и формирование первых лесных ландшафтов. В подчиненных ландшафтах кроме этого появляется новый тип ландшафта – лесные болота. Громаднейшего развития эти ландшафты взяли в карбоне.

Сформировалась «вестфальская флора», представленная плаунами, хвощами и папоротниками, каковые имели высоту пара десятков метров и ширину стволов в 1-2 м. Подчиненную роль в этих лесах игрались примитивные голосеменные. В независимых ландшафтах интенсивно протекал бик, каждый год разлагалось много органического вещества, определяя кислую реакцию почвенных растворов и глубокое разложение подстилающих пород. Формировались замечательные коры выветривания.

Существовали, возможно, все главные классы ландшафтов мокрых тропиков кислый (независимые ландшафты), кислый глеевый (подчиненные лесные болота), Са-класс (на известняках) и натриево-сероводородный (мангры).

Накопление огромной массы органических веществ стало причиной усилению процессов кислого выщелачивания и минеральному голоданию. Биологический круговорот стал причиной несоответствию между световым и минеральным едой растений, растения сами стали ухудшать условия собственного существования. Это несоответствие послужило разумеется, одной из движущих сил эволюции – естественный отбор действовал в направлении преодоления этого несоответствия.

В конце перми многие папоротникообразные вымерли, уступив место голосеменным растениям (гингковые, хвойные, цикадовые).

В это время, наровне с влажнотропической вестфальской территорией существовали две влажноумеренные территории: тунгусская и гондванская, где бик отличался меньшей интенсивностью, арктической флоры не было. На материке Гондвана размешались аридные районы с примитивными пустынями.

Химические ландшафты мезозоя – верхней перми, триаса юры и нижнего мела (250 –100 млн. лет назад). Главной изюминкой этого периода была предстоящая дифференциации и усложнение ландшафтной оболочки Почвы. Громадную площадь занимали мезофитные мокрые тропики с господством голосеменных.

Химическое сопряжение было прошлым – независимые ландшафты с окислительной средой и замечательной кислой корой выветривания и подчиненные ландшафты с лесными болотами и восстановительной глеевой обстановкой. Хвойные растения имеют малую зольность, исходя из этого в лесных независимых ландшафтах биогенная аккумуляция водных мигрантов была весьма не сильный, что приводило к интенсивному их выщелачиванию. Так, сохранялась негативная тенденция палеофита – условия существования растений ухудшались, плодородие понижалось, земли выщелачивались, оподзоливались.

Наровне с мокрыми тропиками в это время были распространены мокрые умеренные и аридные районы. В последних еще преобладали примитивные пустыни.

Химические ландшафты кайнозоя –(100 млн. лет –современная эра). В середине мела случилось очередное изменение растительного покрова: часть голосеменных растений вымерла и им на смену пришли покрытосеменные с их более идеальным биком. В районах влажного тропического климата сформировались кайнофитные мокрые тропики. Покрытосеменные растения содержат большое количество фосфора, кальция, их зольность выше.

Эти растения интенсивно выкачивали корнями из нижних горизонтов (из громадных количеств земли) нужные элементы и по окончании разложения растительных остатков эти элементы накапливались в верхних горизонтах земли и включались в бик. Так, развился механизм обратной связи, растения стали сами улучшать среду собственного обитания. Данный тип бика назван прогрессивным, в отличие от существовавшего ранее, консервативного.

Не смотря на то, что покрытосеменные растения с большей энергией поглощали минеральные вещества из земли, всецело противостоять кислому выщелачиванию они не смогут.

как следует новым явлением в геохимии ландшафтов есть освоение покрытосеменными растениями аридных районов, где до сих пор преобладали примитивные пустыни. Появился бик саванн и степей, отличающийся быстротой. Стремительная смена поколений у трав создала возможность ускорения эволюции и формировались более экономичные ландшафты, в которых создавалось биомассы и оптимальное соотношение продуктивности..

Громадное влияние на развитие ландшафтов оказал четвертичное оледенение и альпийский орогенез. Показались новые типы ландшафтов – тундровые, верховые болота, альпийские луга, широкое распространение взяли степи и пустыни.

В межледниковые эры климат становился теплее и мокрее, тропический пояс расширялся, субтропические и умеренные уменьшались и сдвигались к полюсам. В ледниковые эры наступало тропический пояс и похолодание сужался, остальные пояса сдвигались к экватору. С чередованием климатических эр связано неоднократное смещение границ ландшафтных территорий.

Исходя из этого современные земли, фауна и флора содержат химические реликты вторых зональных ландшафтов.

Так, поступление в биосферу солнечной энергии и ее преобразование в энергию химических процессов привело за время геологической истории к прогрессивной дифференциации и концентрации химических элементов. Разделение стала причиной повышению разнообразия биосферы, т.е. к росту информации – это стало называться закона прогрессивного развития биосферы.

ВСЯ ИСТОРИЯ НАШЕЙ ЗЕМЛИ


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: