Образование известняковых отложений в древнейшие периоды жизни Земли

Что было на месте Москвы в далеком прошлом — миллион лет назад? 10 миллионов? 300 миллионов?. Практически каждому человеку хочется получить ответы на эти вопросы. Тогда я предлагаю отправиться в путь в прошлое Земли на «машине времени»! Помогут нам это сделать ученые, изучающие прошлое Земли — геологи и палеонтологи. У них свои часы, которые отмеряют не минуты и даже не годы, а сотни тысяч и миллионы лет. Наука геология занимается изучением горных пород, процессов, которые происходят в недрах Земли. Задачей палеонтологии является поиски и описание вымерших животных и растений. Как же узнать, что происходило, когда и человека-то на Земле не было? Здесь помогает изучение осадочных пород — бывших отложений озер и морей. По ним можно восстановить древнюю географию, определить климат далеких времен, а по сохранившимся в породах раковинам, отпечаткам листьев и костям животных узнать, кто обитал в наших краях в давние времена

В древнейшие времена озера, моря и океаны нашей планеты были как сегодня населены животными и растительными организмами: рыбами, рачками, улитками, кораллами и различными водорослями. В теплых морях жили одни животные и растения, в холодных – другие. Погибая, многие морские животные опускались на дно. Их скелеты накапливались и образовали огромные слои отложений – известняков и кремнистых пород. Такие отложения называются осадочными породами.

Изучая такие отложения (осадочные породы), геологи устанавливают, в какое время в том или ином участке Земли было море, как с течением времени менялись его берега, когда на его месте образовалась суша и какие животные жили в этих морях. В осадочных породах можно обнаружить скелеты и раковины живших давно животных. Изучение скелетов древних животных и рыб, раковин и осадочных пород позволяет нам узнать об условиях жизни древних животных, среде их обитания, помогает восстановить историю развития Земли.

Как выяснили ученые, такие известняковые отложения могут образовываться только в море, и это море должно быть мелким и теплым.

Москву иногда называют «портом пяти морей». А вот в геологическом смысле Москву можно считать «портом», по крайней мере, 30 морей, волны которых плескались у ее «стен» миллионы лет назад! Девонское, Силурийское, Карбоновое, Юрское моря Они были то глубокими, то мелкими; то холодными, как Ледовитый океан, то теплыми, как моря тропических широт. А имена им ученые придумали уже в наше время, по названию того или иного геологического периода, когда эти моря существовали.

Когда море отступало, территория, где стоит Москва, превращалась то в каменную пустыню, то в заболоченную страну, как произошло, к примеру, в начале каменноугольного периода. Тогда в Подмосковье на берегах широких медленных рек росли дремучие леса из древовидных папоротников и гигантских хвощей. Эти леса стали сырьем для образования торфяников, а потом и углей Подмосковного бассейна. Но потом море снова наступило, а оседавший на дне карбонатный ил стал основой для образования толщ известняков, которые можно обнаружить в карьерах недалеко от Серпухова и Подольска, по берегам Москвы-реки. В известняках можно найти множество остатков морских организмов — кораллов, игл морских ежей, обломков и отпечатков раковин

Интересным был Юрский период. В те времена, когда по берегам морей и озер бродили динозавры, на месте Москвы была суша. Но найти кости динозавров в Подмосковье трудно: море лучше сохраняет останки живых существ, чем суша, где они быстро разрушаются. А через несколько миллионов лет морские воды снова пришли в наши края, и жившие в конце юрского времени моллюски оставили след в морских отложениях Подмосковья. Вытянутые, как пули, белемниты (в народе их называют «чертовыми пальцами»), круто закрученные аммониты — это то, чем наградят «охотника за древностями» глинистые и фосфоритовые отложения Московской области.

Когда начали воздыматься горы Кавказа и Крыма, эхо этого события достигло и наших краев: начался подъем суши, и море из Подмосковья ушло. Климат был теплым и влажным, таким, каков он сегодня в странах Средиземноморья. Еще несколько миллионов лет назад там, где мы сегодня собираем грибы, бродили стада древних слонов и оленей. Но в начале четвертичного периода (антропогена) произошло похолодание, и с далеких северных гор к нам поползли мощные ледники.

Климат Европейской части России около миллиона лет назад стал арктическим. Льды накапливались в Скандинавии, Финляндии, на Кольском полуострове и,

«растекаясь» к югу, достигли Подмосковья.

Это было царствование Снежной Королевы. Передвигавшийся ледник сглаживал возвышенности, буквально перемалывал горные породы, унося с собой их обломки. Когда ледник отступил, то оставил мощные пласты принесенных глин (их можно видеть в берегах Москвы-реки и в котловане строящегося дома), а также валуны, покрытые царапинами. На севере их называют «бараньими лбами», а подмосковные дачники любят украшать этими «подарками» далеких эпох «альпийские горки» в садах. На границе отступающих ледников бродили стада мамонтов, шерстистых носорогов, гигантских оленей, на которых устраивали охоту кочевавшие по Подмосковью племена первобытных людей. Бивни и кости вымерших животных этой эпохи иногда находят в размываемых паводком берегах рек.

Кроме валунов в наследство от древних геологических эпох нам достались и некоторые полезные ископаемые. Это пласты каменного и бурого угля на юге Московской области. Но полезным ископаемым может быть и известняк, и глина, и песок.

Например, на Русской равнине (на территории которой расположена Московская область) были давно обнаружены известняковые породы древнейших периодов жизни Земли. Древняя Москва недаром называлась Белокаменной. Многие Московские церкви и другие здания строились из белого камня – известняка. Добывали его здесь же, недалеко от Москвы. Этот камень – известняк, не что иное, как отложения древнего теплого моря. Он похож на мел. Так как известняк находят под землей в разных концах Московской области: и в Ступино, и на берегу Оки, и в Филях, и рядом с городом Коломной, где мы сами были на Щуровском карьере, - можно сделать вывод, что Русская равнина в древнейшее время была дном моря.

Почти все окаменелости, которые можно обнаружить в известняковых карьерах

Московской области, относятся к Каменноугольному периоду Палеозойской эры и Юрскому и Меловому периодам Мезозойской эры. Это практически все типы морских животных, обитавших в то время в морях на территории нынешней Москвы – брахиоподы, брюхоногие и двустворчатые моллюски, аммониты, белемниты и т. д. Ведь в основном осадки накапливались именно в периоды, когда суша была затоплена морями. Для кораллов в море было прохладно, но росли губки, ползали морские ежи с длинными иглами, двустворчатые моллюски, уже практически современные, жили на дне моря. Все эти существа, конечно в виде окаменелостей, встречаются в отложениях известняков Москвы и Подмосковья и являются молчаливым свидетельством того, что в древнейшие времена на территории Москвы и Московской области было расположено море.

Чтобы найти и собрать такие доказательства, то есть окаменелости, мы отправились на один из известняковых карьеров Московской области - Голутвинский (Щуровский) карьер.

Глава 2. Щуровский карьер под городом Коломна – место поиска окаменелостей.

Голутвинский (Щуровский) карьер расположен неподалеку от деревни Поляны, на границе Московской и Рязанской областей, на правом берегу реки Оки. В этом карьере добывают известняк древнейших периодов. Впервые известняки были разведаны в этом районе в конце 19 века. Все правобережье реки Оки этого района сложено породами среднего карбона. Они представлены чередованием известняков, мергелей, глины, доломита. В карьере встречаются халцедоны, агаты, кварц, кремний. Это единственный карьер в Подмосковье, где можно самому найти очень хорошо сохранившиеся окаменелости древних животных, рыб и растений. Там брахиоподы, колонии кораллов, морские лилии и иглы морских ежей просто валяются под ногами.

Местами известняк разрушается под действием воды и ветра и совершенно целые раковины брахиопод и иглы морских ежей можно буквально собирать руками, без применения молотка и зубила.

Слои известняка перекрыты черными глинами. В них встречаются двустворчатые моллюски, белемниты, гастроподы и аммониты.

Карьер – лучшее место для поиска окаменелостей, потому что в них открытым способом ведется добыча известняка.

Кажущийся на первый взгляд пыльным и скучным известняковый карьер на самом деле – очень интересное место. Это окно в прошлое, окно в древний мир нашей планеты, которое мы сами можем ненадолго приоткрыть. Но в первую очередь карьеры интересны как геологические объекты. С их помощью можно увидеть геологическое строение территории и ее древнейших обитателей. Естественные обнажения (овраги, обрывы и т. п. ) для этого подходят далеко не везде, да и глубина карьеров обычно больше, чем оврагов, обрывов, рек, а значит, вскрыты более древние слои.

Легче всего извлекать окаменелости из глинистого известняка – после сильных дождей он размокает так, что раковину или иглу морского ежа можно вынуть руками, без помощи молотка. Сложнее всего извлечь окаменелость из окремневшего известняка. Иногда известняк отличается удивительной прочностью, молоток от него просто отскакивает. Зато в нем можно найти пустоты, заполненные небольшими, но очень красивыми кристаллами кварца. Еще реже в известняке попадаются натечные формы халцедонов и агатов. Все эти минералы образовались, благодаря подземным водам, насыщенным кремнием.

Обо всем этом пойдет речь в следующей главе, рассказывающей о моей поездке с родителями и их другом и моим Консультантом на Щуровский карьер с целью поиска окаменелостей и других полезных ископаемых.

Мой Консультант Мирошник Д. А.

Глава 3. Поездка на Щуровский карьер и поиск окаменелостей.

9 мая 2007 года состоялась наша первая поездка на известняковый карьер. Дорога предстояла длинная – 120 километров от Москвы. Для поездки мы заранее подготовили: молотки, зубила, вместительные рюкзаки, защитные перчатки, специальную обувь, защищающую ноги от повреждений при хождении по камням.

Выехать нам пришлось рано утром. Добравшись до карьера, мы переоделись в специальную одежду и обувь, вооружились молотками и зубилами и начали поиски окаменелостей.

Как оказалось, Галутвинский (Щуровский) карьер представляет собой огромную яму с пологими, а чаще весьма крутыми краями – уступами. Высота уступов может составлять от 5 до 10 метров.

По дну карьера ездят большегрузные машины БелАЗы, высотой с двухэтажный дом. Они перевозят огромные груды добытого известняка. Вдалеке стояли экскаваторы с ковшами, в которых могли бы поместиться несколько человек.

Сначала нужно было определить место поиска. Обычно это делается по цвету осадочных пород: наиболее богатые с точки зрения поиска окаменелостей серые меловидные породы.

Взобравшись на один из высоких уступов, мы увидели несколько таких подходящих мест для поиска и направились к ним. Хождение по карьеру – утомительное занятие: можно или идти по дороге, которая извивается между уступами, что занимает много времени, или идти напрямик – то поднимаясь, то спускаясь с уступа на уступ.

Большую часть года на карьере довольно грязно, поэтому если Вы собираетесь искать окаменелости, нужно взять с собой сапоги и рабочую одежду. Также обязательно нужно помнить, что с вертикальных стенок могут сыпаться камни.

Когда идешь по карьеру нужно очень внимательно смотреть под ноги, но не только для того, чтобы не споткнуться. Дожди вымывают каждый раз новые окаменелости, поэтому очень часто интересные образцы можно найти прямо под ногами.

Именно так, по дороге к месту основного поиска, нами были найдены несколько интересных окаменелостей. Как нам удалось установить позже, найденные окаменелости имели название. Они назывались - брахиоподы, кораллы и брюхоногие моллюски (гастроподы), морские ежи.

Глава 4. Виды найденных в Щуровском карьере окаменелостей

Брахиоподы.

Наименование большой группы ископаемых животных – брахиоподы – переводится с греческого как «плеченогие», а точнее даже «руконогие».

Брахиоподы являлись самостоятельным типом морских раковинных животных. Как правило, они прикреплялись ко дну толстой мускулистой ножкой. Раковина брахиопод состоит из двух створок, которые закрывают тело со стороны брюшка и спины. Створки брахиопод не одинаковые как у моллюсков. У брахиопод нет головы. Желудок у них открыт только со стороны рта. Ножка у брахиопод - не для хождения, а для того, чтобы прикрепляться ко дну. Она выходит из отверстия вблизи макушки брюшной створки, но у некоторых видов ножка может отсутствовать. «Руки» - это длинная лента с продольной бороздой, на которой расположены реснички. Двигаясь, они создают ток воды и гонят ко рту мелкие пищевые частицы. Если «руки» не работают, они свернуты в спираль и спрятаны внутри створок. С помощью сложной системы мускулов створки могут слегка приоткрываться.

Брахиоподы появились в самом начале палеозойской эры и существуют до сих пор. Но сейчас их очень мало, и обитают они на больших глубинах.

В далеком прошлом брахиоподы были многочисленным и разнообразны. Они являлись тогда основным населением мелководных морей. Именно такое море и находилось на территории Московской области. Поэтому в известняковых карьерах Подмосковья можно найти много образцов древних брахиопод.

Кораллы.

Кораллы (коралловые полипы) – это небольшие одиночные и колониальные морские организмы. Они были самыми обычными обитателями морей Каменноугольного периода. Сейчас с кораллами знакомы практически все. Но немногие знают, что кораллы, которые обитали в морях в древнейшие периоды жизни Земли, к настоящему времени вымерли и значительно отличались по внешнему виду от современных кораллов.

В карьере мы обнаружили окаменелости кораллов, которые уже не существуют в настоящее время:

Также мы обнаружили окаменелости кораллов, похожих по своему внешнему виду на современные кораллы, встречающиеся в современных теплых морях:

Брюхоногие моллюски (гастроподы).

Брюхоногие моллюски – это очень древние обитатели Земли. Раковины брюхоногих моллюсков, обитавших в морях, обычно закручены спиралью, иногда с шипами. Размер раковин составляет от 2 до 10 сантиметров, цвет – желто-белый. Тело гастропод разделяется на туловище, голову и ногу. Многие раковины небольшие и хрупкие, что затрудняет их извлечение из известняковых пород. Чаще всего раковины гастропод извлечь не удается, она распадается, поэтому окаменелость определяют по оставшемуся в известняке слепку.

Гастроподы Подмосковья очень разнообразны и регулярно встречаются любителям палеонтологии. Уже почти два века они служат объектом исследования для специалистов.

Нам удалось обнаружить в Щуровском карьере следующие виды окаменевших брюхоногих моллюсков:

Морские ежи.

Среди огромного разнообразия морских животных есть поистине увлекательный и очень древний тип, который появился 540 миллионов лет назад. Это иглокожие. Их особенность состоит в радиально-симметричном строении тела. Такое строение совершенно необычно для животного мира, но часто встречается у растений. Типичными представителями иглокожих являются морские ежи, морские звезды, пузыри, бутоны, плоды, огурцы и лилии.

Морской еж похож на звезду, только лучики у него были подняты кверху и срослись в единый панцирь, который был покрыт огромным количеством подвижных игл. Иглы служили ежу не только защитой, как у наземных ежей, но выполняли и множество других полезных функций. Например, некоторые ежи ходили на иголках, как на ходулях, у других «ножки» превращались в «ложки» и подносили пищу ко рту.

Морские ежи возникли в Палеозое и живут в морях до сих пор. Но за это время морские ежи претерпели довольно значительные изменения. Основное отличие палеозойских древних ежей от современных – строение панциря, который состоял из слабо связанных между собой пластинок и после смерти животного распадался на отдельные пластинки. Поэтому древних морских ежей практически никогда не находят целыми.

К пластинкам панциря крепятся иглы различной длины – от 1 до 20 сантиметров. В известняковых карьерах каменноугольного периода в Подмосковье можно найти множество игл ежей длиной 5 – 7 сантиметров. Вместе с ними встречаются пластинки панциря ежа. Однако обнаружить целые иглы сложно, потому что они очень хрупкие.

НАША КОЛЛЕКЦИЯ

1, 2, Кварцевая жеода (Шуровский карьер)

3. Агат

4. Флюорит

5. Кварцевая щетка

6. Агат с халцедоновой пустотой

7. Коралл

8. Халцедоновая пустота

9. Брахиопода

10. Брюхоногий моллюск

11. Коралл в известняке

Выводы.

Каждому человеку хотелось бы узнать, что было раньше, давно, когда на Земле еще не было людей. Что-то об этом можно узнать из книг, что-то – из рассказов взрослых, но самые интересные открытия таит в себе наша Земля. В недрах Земли скрыты останки древних животных, растений, полезные ископаемые, клады. Изучение недр помогает нам составить картину мира, который существовал на Земле в древнейшие времена. Ископаемые остатки организмов являются не только единственными достоверными свидетельствами развития всего живого, но и хранят в себе массу информации. Надо только найти способ извлечь ее.

Наши находки в Голутвинском (Щуровском) карьере подтвердили теорию ученых о том, что на территории Московской области в древнейшие времена истории Земли было море. Поездка на карьер и поиск окаменелостей позволили мне лично убедиться в этом, а также прикоснуться к животному миру Земли, существовавшему много миллионов лет назад, удивительному и разнообразному.

Вместе с окаменелостями мы нашли в карьере много интересных и красивых минералов, таких как кальцит, халцедон, агат и кремень. Удивительные узоры, нарисованные природой в этих камнях, позволяют делать из них красивые поделки для выставки. Я планирую попробовать сама сделать из них образцы и для своей коллекции, которую я начала собирать, и не только написать об этом, но и показать своим одноклассникам увиденную мною красоту природных минералов Подмосковья.