Тема: Палеонтология (стр. 1 )

6-е задание для участников геологической школы

Срок выполнения до 20 марта 2016 года.

Тема:

Палеонтология

Палеонтоломгия (от др.-греч. рблбйпнфплпгЯб) - наука об организмах, существовавших в прошлые геологические периоды и сохранившихся в виде ископаемых останков, а также следов их жизнедеятельности. Одной из задач палеонтологии является реконструкция внешнего вида, биологических особенностей, способов питания, размножения и т. д. этих организмов, а также восстановление на основе этих сведений хода биологической эволюции.

Современная палеонтология - наука об ископаемых организмах, или - наука о древних организмах.

Палеонтологи исследуют не только останки собственно животных и растений, но и их окаменевшие следы, отброшенные оболочки, тафоценозы и другие свидетельства их существования. В палеонтологии также используются методы палеоэкологии и палеоклиматологии с целью воспроизведения среды жизнедеятельности организмов, сопоставления современной среды обитания организмов, предположения местообитаний вымерших и т. д.

Среди основных разделов палеонтологии выделяют палеозоологию и палеоботанику. Палеозоология делится на палеозоологию беспозвоночных (включая палеоэнтомологию) и палеозоологию позвоночных. А палеоботаника - на палеоальгологию (ископаемые водоросли), палеопалинологию (пыльца и споры древних растений), палеокарпологию (семена древних растений) и др. разделы. Существует также палеомикология - изучение ископаемых остатков грибов. Изучением древних микроорганизмов занимается микропалеонтология. Создание палеоэкологии позволило проследить связи организмов прошлого друг с другом и с окружающей средой внутри популяций, ценозов и всего населения древних бассейнов. Среди других разделов палеобиогеография, тафономия, биостратономия и палеоихнология.

Люди находили окаменелые останки живых организмов с древнейших времён. Сведения о них были известны ещё античным натуралистам, таким как Ксенофан, Геродот, Аристотель и др. Далее изучение окаменелостей возобновляется в эпоху Возрождения, благодаря исследователям, среди которых были Леонардо да Винчи, Джироламо Фракасторо, Бернар Палисси, Георгий Агрикола. Однако представление о том, что останки принадлежат вымершим организмам появилась позднее - одними из первых, вероятно, были датский натуралист Николаус Стено и английский естествоиспытатель Роберт Гук.

Основателем палеонтологии как научной дисциплины считается Жорж Кювье. Возникновение палеоботаники связывают с именем Адольфа Броньяра. Жану Батисту Ламарку принадлежит создание первой теории эволюции. Особое место занимают исследования в области палеонтологии Карла Рулье.

Новый этап в развитии палеонтологии начинается с появлением в 1859 году наиболее завершённой на тот момент теории эволюции Чарльза Дарвина, оказавшей определяющее влияние на всё дальнейшее развитие естествознания. Современная эволюционная палеонтология была основана Владимиром Ковалевским. Именно благодаря исследованиям Ковалевского и его находкам дарвинизм приобрёл палеонтологически обоснованную базу.

Повторение. 

Чем занимается наука стратиграфия?

Ответ:

Описанием слоёв осадочных пород, определением относительного геологического возраста осадочных горных пород.

Какие методы определения «относительного» и «абсолютного» возраста геологических пород Вы знаете?

Ответ:

Ископаемые остатки позволяют определить «относительный возраст» геологических пород. Это метод палеонтологический или метод биостратиграфический. Распределяют и сопоставляют  друг с другом горные породы по времени образования на пространстве всей Земли путём сравнения содержащихся в них ископаемых остатков. Уже известно, что определённые организмы образуются только в определённые промежутки времени. Эволюционно они изменяются в течение геологических эпох. Каждому геологическому отрезку времени соответствуют только определённые ископаемые организмы. «Абсолютный» возраст определяется радиоизотопным методом. Для определения возраста ископаемых не очень древних (до 100 тыс. лет) подходит радиоуглеродный метод. Самый точный. (Период полураспада нестабильного изотопа углерода составляет 5768 лет. Для определения возраста древних горных пород более подходит калий-аргоновый и ураново-свинцовый метод (период полураспада 40К – 1, 32 млрд. лет 238 U – 4,51 млрд. лет).

Как называется шкала геологического времени истории Земли? Какие большие и малые разделы существуют в шкале геологического времени?

Ответ:

Стратиграфическая (Геохронологическая) шкала. Она разделена на эры, которые в свою очередь делятся на периоды, эпохи, века.

Что понимают под словосочетанием «руководящие ископаемые»? Приведите по два примера руководящих ископаемых, характерных для отложений Карбона, Юры, Мела Тульской области.

Ответ:

Только некоторые палеонтологические остатки позволяют определить возраст пород. Они называются «руководящими ископаемыми». Руководящие ископаемые остатки вымерших организмов (окаменелости), наиболее типичные для осадочных толщ определенного геологического возраста. Для руководящих ископаемых характерны широкое географическое распространение при ограниченном (узком) вертикальном распространении (т. е. быстрая смена ископаемых видов во времени от слоя к слою) и специфические особенности в строении скелета, позволяющие легко различать эти организмы.

Руководящей фауной Карбона являются: Gigantoproductus giganteus (рис.1), Stigmaria ficoides Sternberg (рис 2.)

Для Юры - Cylindroteuthis volgensis (рис. 3), Pachyteuthis panderianus (рис. 4)

Для Мела – аммониты

Находки данных ископаемых встречаются в Тульской области.

Рис.1.Тип Брахиоподы – Brachiopoda, Класс Замковые – Articulata, Род Гигантопродуктус – Gigantoproductus, Вид - Gigantoproductus giganteus

Рис. 2. Тип Плауновидные (Lycopsida) Порядок Lepidodendrales. Лепидодендрозые. Stigmaria ficoides Sternberg

Рис. 3-4. Тип Моллюски – Mollusca Отряд Белемниты – Belemnitida

Класс Головоногие – Cephalopoda.

Род Пахитевтис – Pachyteuthis,

Род Цилиндротейтис –Cylindrotuethis

3. слева - Cylindroteuthis volgensis, 4 - справаPachyteuthis panderianus (3)

На территории Тульского края проявляются отложения периодов: Девона, Каменноугольного (Карбона), Юры Мела. Каким цветом на геологических картах окрашены данные отложения? Какие латинские буквы их обозначают?

Ответ:

Девон – темно коричневый - D;

Каменноугольный (Карбон)  - серо-зелёный – С;

Юра – синий – J;

Мел – светло-зелёный – K.

Какой возраст имеют самые древние породы, свидетельствующие существование жизни на Земле? Какой Эре они соответствуют?

Ответ:

3, 86 млрд. лет. Архейской эре.

Приведите максимальное количество известных Вам примеров возможных форм сохранности ископаемых останков животных и растений.

Ответ:

Различают несколько форм сохранности ископаемых останков. Полная сохранность организмов, в том числе и мягких тканей, возможна в редких случаях, например при захоронении в вечной мерзлоте (трупы мамонтов, лошадей), в озокерите – минеральном воскоподобном веществе (птицы, насекомые), при естественной мумификации.

Особая форма сохранности – инклюзы в меловых и палеогеновых смолах – янтаре и сходных с ним образованиях (насекомые и другие членистоногие, части растений).

Растения, особенно крупные, как правило, не сохраняются целиком; от них остаются разрозненные листья, обрывки ветвей, обломки стволов, орехи, шишки, плоды, отдельные семена, споры, пыльца, редко — цветки.

От животных сохраняются преимущественно части минерализованного скелета, в том числе раковины, скорлупа яиц, панцири, чешуя, перья, рога, кости и зубы.

Процесс окаменения называется фоссилизация. Часто от организма остаётся лишь отпечаток – запёчатлённая в осадке форма твёрдых и мягких частей тела животного или растения. Распространённая форма ископаемых остатков – ядро – состоящий из породы слепок полости, образовавшийся в породе на месте организма при его разрушении. При заполнении внутренней полости скелета или раковины осадком и при последующем разрушении этого скелета образуется внутреннее ядро. При разрушении раковины или скелета и заполнении оставшейся полости минеральным веществом образуется внешнее ядро, передающее особенности наружного строения организма.

Своеобразная форма сохранности – следы жизни. Это капролиты (окаменелые экскременты), следы ползания, хождения, движения в мягких грунтах (норки, полости).

Где, при каких условиях (процессах) могут сохраняться ископаемые остатки?

Ответ:

Ископаемые организмы сохраняются при условиях:

быстрого захоронения ископаемого организма в момент его гибели, т. е. не уничтожении его падалеедами; при отсутствии доступа кислорода воздуха, способствующего разложению; во влажной среде. В растительных смолах (янтарь), в вечной мерзлоте (лед), при медленном обугливании, при высушивании (мумиефицирование), при любой минерализации (окаменении).

Какие виды минерализации ископаемых организмов в Тульском регионе Вы можете найти?

Ответ:

Минерализация или окаменение это пропитка или полное замещение частей ископаемых организмов минеральными веществами. Виды минерализации ископаемых организмов в Тульском регионе: замещение силикатами – окремнение, замещение карбонатами (кальцитом и доломитом) – карбонизация, замещение оксидами железа – ожелезнение, сульфирование (при взаимодействии с сероводородом, сульфидами) – пиритизация, замещение фосфатами – фосфоритизация.

Дополнительный материал для чтения

Где искать окаменелости.

Все породы земной коры делятся на три группы. В первую очередь это магматические породы, которые образуются из затвердевшей и остывшей магмы: либо глубоко в земных слоях, либо при извержении вулканов. К ним относятся гранит, сиенит, габбро, диорит, базальт, пегматит, андезит и т. д. Второй тип - метаморфические породы. Они формируются за счет перекристаллизации осадочных и магматических пород под действием температуры и давления. К таким породам принадлежат: мрамор, различные сланцы, гнейсы, кварциты и т. д. Нас же интересует третий тип, а именно осадочные породы. Они образуются в результате химического осаждения растворенных солей, за счет выветривания других пород и в результате жизнедеятельности живых организмов. Осадочные породы весьма многочисленны. Это известняки, пески, конгломераты, галит и сильвинит, глины, галечники, гипс, мергель, мел, нефть, торф, каменный уголь и т. д. Именно в осадочных породах накапливаются раковины, панцири, кости животных, различные остатки высших и низших растений и т. д. Иногда осадочные породы целиком состоят из скелетов или частей живых организмов, например, различные ракушечники и угли. Некоторые породы, которые, казалось бы, образовались за счет химического осаждения, на самом деле являются результатом жизнедеятельности организмов. Например, некоторые отложения серы, бурого железняка, фосфоритов образовались в процессе деятельности бактерий.