Kirill Jurijevics Eskov Csodálatos őslénytan: A Föld és a rajta lévő élet története. Olvassa el online a "Föld történelmét és a rajta lévő életet" Az eszkovok csodálatos paleontológiája
A Föld története és a rajta lévő élet
Szeretetteljes megemlékezésben
Szergej Viktorovics Mejen -
tudós és tanár
Köszönetnyilvánítás
Megragadom az alkalmat, hogy kifejezzem mélységes hálámat kollégáimnak, geológusaimnak és biológusaimnak – O.A. Afanasyeva, V. Yu. Dmitriev, A. Yu. Zhuravlev, G.A. Zavarzin, E.N. Kurochkina, A.A. Karhu, O.A. Lebegyev, V.M. Moralev, A. Yu. Rozanov, A.G. Szennyikov, M.A. Fedonkin, A.B. Shipunov, akinek tanácsait felhasználtam munkám során. Külön köszönetet szeretnék mondani M.B. Burzin, V.V. Zherikhin, A.G. Ponomarenko és A.S. Rautian, aki vette a fáradságot, hogy elolvassa a kéziratot, és értékes kritikai megjegyzéseket tett róla. A projektet a Moszkvai Oktatási Rendszerek Fejlesztő Intézete (MIROS) finanszírozta. Külön szeretném megjegyezni az 1543. számú moszkvai gimnázium és igazgatója, Yu.V. Zavelsky, aki 1995–1999-ben lehetőséget adott ennek a speciális kurzusnak a fejlesztésére és továbbfejlesztésére
Ennek a képzésnek az a célja, ahogy én látom, hogy a hallgató a lehető legteljesebb képet kapja a Föld bioszférájának történeti fejlődése során történő működéséről. Eközben a rendszerelmélet egyik rendelkezése kimondja: egy rendszert nem lehet egyszerre két független paraméter szerint optimalizálni; különösen a megrajzolt kép integritásának eléréséhez elkerülhetetlenül fel kell áldozni annak részletességét, vagy fordítva. Ha valamiféle általánosító koncepció híján konkrétabb tényeket próbálunk belegyömöszölni a hallgató fejébe, az elkerülhetetlenül a régi egyetemi paleontológiai kurzus leromlott másolatának elkészítéséhez vezet – a kihalt élőlények unalmas mártirológiájához, amit a vizsga letétele után el kell felejteni. mint egy rossz álom. Ezért sok esetben egészen tudatosan feláldoztam a paleontológiai és geológiai sajátosságokat az elméleti (néha egészen spekulatív) általánosítások javára.
Mivel ez a képzés nem az „átlagiskolás gyerekeknek” szól, hanem azoknak, akik sorsukat a tudománnyal kívánják összekötni, érdemes itt lehetőség szerint bemutatni a teljes „tudományos konyhát”: az érvelés menetét. ez vezette a kutatót a tárgyalt következtetésekhez, a különféle elméletek harcának történetéhez stb. Ugyanakkor igyekeztem őszintén rámutatni nemcsak a múlt, hanem a jelenleg is meghatározó tudományos koncepciók gyengeségeire; Egyesek számára ez úgy tűnhet, mint „a tudomány tekintélyének aláásása egy iskolás szemében”, de én másként gondolom. Az előadásforma kiválasztásánál igyekeztem azt (amennyire lehetett) közelebb hozni egy valódi tudományos szöveghez - hadd szokjanak hozzá.
Einstein egyszer megjegyezte (teljesen helyesen), hogy ha egy tudós képtelen elmagyarázni a gyereknek munkája lényegét a számára elérhető szinten, az szakmai alkalmatlanságát jelzi. Ez mind igaz, azonban a vita előrehaladtával időnként szükségünk lesz az őslénytanon kívüli területeken felhalmozott ismeretekre is (ezeket külön erre a célra kialakított „plug-in” fejezetekben mutatjuk be, csak az érdeklődőknek). Őszintén szólva nem garantálhatom, hogy például a nem egyensúlyi termodinamika alapelveiről szóló előadásom, amely természetesen nem tartozik a szakmai tevékenységem körébe, kellően minősített, sőt még inkább közérthető lesz. .
Figyelmeztetném továbbá, hogy számos esetben az elmúlt évek tényeit, általánosításait fogom bemutatni, amelyek elvileg „nem kellőképpen igazoltnak”, vagy mindenképpen „általánosan nem elfogadottnak” nevezhetők. Ezzel kapcsolatban meg kell jegyezni, hogy a paleontológiában az „általánosan elfogadott” fogalmak helyzete általában nem fontos; Valószínűleg ez minden tudomány közös jellemzője, amely a múlt eseményeivel foglalkozik - elvégre bennük csak a hírhedt időgép birtokában lehet közvetlenül megerősíteni vagy cáfolni egy bizonyos elméletet. E tekintetben helyénvalónak tűnik, hogy bemutassak egy tanulságos történetet, amelynek én magam is szemtanúja voltam.
Évekkel ezelőtt az MTA Őslénytani Intézetében, ahol az a megtiszteltetés ért, hogy dolgozhatok, tudományos konferenciát tartottak a múlt éghajlatáról. Az orosz paleontológia egész krémje jelen volt (és mivel Oroszország furcsa módon továbbra is az egyik elismert vezető ezen a területen, így a világ is ennek megfelelően). Az ott bemutatott paleoklimatikus rekonstrukciók kidolgozásakor a modern tudomány minden képességét mozgósították - a legfinomabb geokémiai és radioizotópos elemzéstől a legújabb számítógépes modellezési módszerekig. Amikor a jelentések megvitatására került sor, az értékeléseinek maróságáról ismert N professzor fellépett az emelvényre, és így kezdte:
Kedves kollégák! Határozottan ragaszkodom ahhoz, hogy a Föld kerek. (Könnyű zaj a teremben.) Én is ragaszkodom ahhoz, hogy a Föld forogjon, és forgástengelye dőljön az ekliptika síkjához képest. Ebből a három körülményből az következik, amint azt a középiskolai hatodik osztályos földrajztanfolyamból tudnia kell, hogy van egy egyenlítői-poláris hőmérsékleti gradiens, a légkör nyugati irányú transzportja és az évszakok változása. (A teremben a zajt teljes csend váltja fel.) Felhívom tehát a figyelmet, hogy az itt bemutatott paleoklimatikus rekonstrukciók túlnyomó többségében ezen kezdeti feltételek legalább egyike sérül...
Nem valószínű, hogy a paleontológiában olyan rekonstrukciót lehet találni, amelyre vonatkozóan kellő egyetértés lenne a szakemberek között. És tetszés szerint összevetheti a különböző nézőpontokat, mind a szakirodalom, mind az e terület szakértőinek személyes értékelései alapján, de a végső választás - és az ezzel járó erkölcsi felelősség - végső soron mégis az irodalom vállára esik. a tanfolyam összeállítója. Szerintem egy ilyen választásnál az a legfontosabb, hogy ne felejtsük el legalább azt, hogy „a Föld kerek” és így tovább...
1. A Föld és a Naprendszer kora. Abszolút és relatív életkor. Geokronológiai lépték
Először is megjegyezzük, hogy a tudósok számára a Föld korának kérdésének megfogalmazása egykor nagyon forradalmi volt - mivel az „életkor” a „születési dátum” jelenlétét jelenti. Természetesen bármely vallásban a megfelelő istenség hozza létre a Földet az őskáoszból származó lényekkel, amelyek benne laknak, de az európai tudomány alapvetően más világlátást örökölt az ókori materialista filozófusoktól. Számára a Föld mindig is annak az Univerzumnak a szerves része volt, amely „egy, végtelen és mozdulatlan... Se nem születik, se nem pusztul el... Nem csökkenhet vagy növekedhet” (Giordano Bruno). De a középkor végén a csillagászok felfedezték az úgynevezett új csillagok létezését: kiderül, hogy az égbolt nem teljesen változatlan, ahogyan azt ősidők óta hitték! Következésképpen elvileg az összes lehetséges változás közül a legdöntőbb (az Emberiség szempontjából) lehetséges: a Föld és az Univerzum látható részének létezésének kezdete és vége. És ha igen, akkor nem próbálhatjuk meg megállapítani, mikor volt ez a kezdet, és mi lesz ez a vég – anélkül, hogy a mitológia segítségét igénybe vennénk (a teremtés hat napja, az istenek alkonya stb.)?
A Föld története és a rajta lévő élet
Szeretetteljes megemlékezésben
Szergej Viktorovics Mejen -
tudós és tanár
Köszönetnyilvánítás
Megragadom az alkalmat, hogy kifejezzem mélységes hálámat kollégáimnak, geológusaimnak és biológusaimnak – O.A. Afanasyeva, V. Yu. Dmitriev, A. Yu. Zhuravlev, G.A. Zavarzin, E.N. Kurochkina, A.A. Karhu, O.A. Lebegyev, V.M. Moralev, A. Yu. Rozanov, A.G. Szennyikov, M.A. Fedonkin, A.B. Shipunov, akinek tanácsait felhasználtam munkám során. Külön köszönetet szeretnék mondani M.B. Burzin, V.V. Zherikhin, A.G. Ponomarenko és A.S. Rautian, aki vette a fáradságot, hogy elolvassa a kéziratot, és értékes kritikai megjegyzéseket tett róla. A projektet a Moszkvai Oktatási Rendszerek Fejlesztő Intézete (MIROS) finanszírozta. Külön szeretném megjegyezni az 1543. számú moszkvai gimnázium és igazgatója, Yu.V. Zavelsky, aki 1995-1999 között lehetőséget adott ennek a speciális kurzusnak a fejlesztésére és továbbfejlesztésére
Ennek a képzésnek az a célja, ahogy én látom, hogy a hallgató a lehető legteljesebb képet kapja a Föld bioszférájának történeti fejlődése során történő működéséről. Eközben a rendszerelmélet egyik rendelkezése kimondja: egy rendszert nem lehet egyszerre két független paraméter szerint optimalizálni; különösen a megrajzolt kép integritásának eléréséhez elkerülhetetlenül fel kell áldozni annak részletességét, vagy fordítva. Ha valami általánosító koncepció hiányában konkrétabb tényeket próbálunk belezsúfolni a hallgató fejébe, az elkerülhetetlenül a régi egyetemi őslénytani kurzus leromlott másolatának elkészítéséhez vezet – a kihalt élőlények unalmas mártirológiájához, amelyet a vizsga letétele után el kell felejteni. rossz álom. Éppen ezért sok esetben egészen tudatosan feláldoztam a paleontológiai és geológiai sajátosságokat az elméleti (néha meglehetősen spekulatív) általánosítások javára.
Mivel ez a képzés nem az „átlagiskolás gyerekeknek” szól, hanem azoknak, akik sorsukat a tudománnyal kívánják összekötni, érdemes itt lehetőség szerint bemutatni a teljes „tudományos konyhát”: az érvelés menetét. ami elvezette a kutatót a tárgyalt következtetésekhez, a különféle elméletek közötti harc történetéhez stb. Ugyanakkor igyekeztem őszintén rámutatni nemcsak a múlt, hanem a jelenleg is meghatározó tudományos koncepciók gyengeségeire; Egyesek számára ez úgy tűnhet, mint „a tudomány tekintélyének aláásása egy iskolás szemében”, de én másként gondolom. Az előadásforma kiválasztásánál igyekeztem azt (amennyire lehetett) közelebb hozni egy valódi tudományos szöveghez - hadd szokjanak hozzá.
Einstein egyszer megjegyezte (teljesen helyesen), hogy ha egy tudós képtelen elmagyarázni a gyereknek munkája lényegét a számára elérhető szinten, az szakmai alkalmatlanságát jelzi. Ez mind igaz, azonban a vita előrehaladtával időnként szükségünk lesz az őslénytanon kívüli területeken felhalmozott ismeretekre is (ezeket külön erre a célra kialakított „plug-in” fejezetekben mutatjuk be, csak az érdeklődőknek). Őszintén szólva nem garantálhatom, hogy például a nem egyensúlyi termodinamika alapelveiről szóló előadásom, amely természetesen nem tartozik a szakmai tevékenységem körébe, kellően minősített, sőt még inkább közérthető lesz.
Figyelmeztetném továbbá, hogy számos esetben az elmúlt évek tényeit, általánosításait fogom bemutatni, amelyek elvileg „nem kellőképpen igazoltnak”, vagy mindenképpen „általánosan nem elfogadottnak” nevezhetők. Ezzel kapcsolatban meg kell jegyezni, hogy a paleontológiában az „általánosan elfogadott” fogalmak helyzete általában nem fontos; Valószínűleg ez minden tudomány közös jellemzője, amely a múlt eseményeivel foglalkozik - elvégre bennük csak a hírhedt időgép birtokában lehet közvetlenül megerősíteni vagy cáfolni egy bizonyos elméletet. E tekintetben helyénvalónak tűnik, hogy bemutassak egy tanulságos történetet, amelynek én magam is szemtanúja voltam.
Évekkel ezelőtt az MTA Őslénytani Intézetében, ahol az a megtiszteltetés ért, hogy dolgozhatok, tudományos konferenciát tartottak a múlt éghajlatáról. Az orosz paleontológia egész krémje jelen volt (és mivel Oroszország furcsa módon továbbra is az egyik elismert vezető ezen a területen, így a világ is ennek megfelelően). Az ott bemutatott paleoklimatikus rekonstrukciók kidolgozásakor a modern tudomány minden képességét mozgósították - a legfinomabb geokémiai és radioizotópos elemzéstől a legújabb számítógépes modellezési módszerekig. Amikor a jelentések megvitatására került sor, az értékeléseinek maróságáról ismert N professzor fellépett az emelvényre, és így kezdte:
- Kedves kollégák! Határozottan ragaszkodom ahhoz, hogy a Föld kerek. (Könnyű zaj a teremben.) Én is ragaszkodom ahhoz, hogy a Föld forogjon, és forgástengelye dőljön az ekliptika síkjához képest. Ebből a három körülményből az következik, amint azt a középiskolai hatodik osztályos földrajztanfolyamból tudnia kell, hogy van egy egyenlítői-poláris hőmérsékleti gradiens, a légkör nyugati irányú transzportja és az évszakok változása. (A teremben a zajt teljes csend váltja fel.) Felhívom tehát a figyelmet, hogy az itt bemutatott paleoklimatikus rekonstrukciók túlnyomó többségében ezen kezdeti feltételek legalább egyike sérül...
Nem valószínű, hogy a paleontológiában olyan rekonstrukciót lehet találni, amelyre vonatkozóan kellő egyetértés lenne a szakemberek között. És tetszés szerint összevetheti a különböző nézőpontokat, mind a szakirodalom, mind az e terület szakértőinek személyes értékelései alapján, de a végső választás - és az ezzel járó erkölcsi felelősség - végső soron mégis az irodalom vállára esik. a pályatervező. Szerintem egy ilyen választásnál az a legfontosabb, hogy ne felejtsük el legalább azt, hogy „a Föld kerek” és így tovább...
1. A Föld és a Naprendszer kora. Abszolút és relatív életkor. Geokronológiai lépték.
Először is megjegyezzük, hogy a tudósok számára a Föld korának kérdésének megfogalmazása egykor nagyon forradalmi volt - mivel az „életkor” a „születési dátum” jelenlétét jelenti. Természetesen bármely vallásban a megfelelő istenség hozza létre a Földet az őskáoszból származó lényekkel, amelyek benne laknak, de az európai tudomány alapvetően más világlátást örökölt az ókori materialista filozófusoktól. Számára a Föld mindig is annak az Univerzumnak a szerves része volt, amely „egy, végtelen és mozdulatlan... Se nem születik, se nem pusztul el... Nem csökkenhet vagy növekedhet” (Giordano Bruno). De a középkor végén a csillagászok felfedezték az úgynevezett új csillagok létezését: kiderül, hogy az égbolt nem teljesen változatlan, ahogyan azt ősidők óta hitték! Következésképpen elvileg az összes lehetséges változás közül a legdöntőbb (az Emberiség szempontjából) lehetséges: a Föld és az Univerzum látható részének létezésének kezdete és vége. És ha igen, nem próbálhatnánk meg megállapítani, mikor volt ez a kezdet, és mi lesz ez a vég – anélkül, hogy a mitológia segítségét igénybe vennénk (a teremtés hat napja, az istenek alkonya stb.)?
Meg kell jegyezni, hogy az embereket kezdetben nem a Föld mint égitest kora érdekelte, hanem inkább a lakott Föld - ahogy ma mondanák, a bioszféra - kora. Nyilvánvaló azonban, hogy az élet keletkezésének időpontjának meghatározásával megkapjuk magának a bolygónak a minimális élettartamát. És mivel joggal hitték, hogy a Nap energiája az élet forrása a Földön, csillagunk kora viszont megadja nekünk a bioszféra maximális élettartamát.
A Nap létezésének idejének megállapítása - miután az anyag és az energia megmaradásának törvényeit felfedezték - a fizikusok számára meglehetősen egyszerű feladatnak tűnt. A nap folyamatosan energiát sugároz ki az űrbe, semmi sem jön vissza, így elméletileg folyamatosan csökkennie kellene a Naprendszerben lévő energia mennyiségének. Az energetikailag legelőnyösebb eljárás (a XX. század előtt ismertek közül) a szén elégetése; hő és fény keletkezik a C+O2 = CO2+Q kémiai reakció eredményeként. És mivel ismerjük a Q értékét, a Nap által egységnyi idő alatt kibocsátott energia mennyiségét és a Nap tömegét (körülbelül a 17. században számolták ki), kiszámolhatjuk a széntűz teljes élettartamát. ez a méret szó szerint egy lépésben. Ekkor derült ki, hogy alig másfél ezer év múlva porig kell égnie. Természetesen vannak olyan anyagok, amelyek energiaigényesebbek, mint a szén, de ez nem oldja meg a problémát: a Nap becsült élettartama még mindig kevesebb, mint hatezer év – vagyis kevesebb, mint az emberi civilizáció élettartama. ; Ez nyilvánvalóan abszurd.
Olyan forrást kellett találni, amely táplálja a Napot energiájával - különben az energiamegmaradás törvénye teljesen összeomlana. Így 1853-ban G. Helmholtznak sikerült egy olyan hipotézist felállítania, amely akkoriban teljesen elfogadható volt. Azt javasolta, hogy a Nap folyamatosan zsugorodik - felső rétegei saját súlyuk alatt úgy tűnik, hogy az alsókra esnek, és potenciális energiájuk csökken (végül is a rétegek tömege állandó, és "emelkedésük magassága" ” a Nap középpontja felett csökken); Ez a felső rétegek „elveszett” potenciális energiája, amely hő és fény formájában szabadul fel. Felmerül a kérdés: mekkora sűrítési sebesség szükséges a Nap jelenlegi fényességének biztosításához? Válasz: nagyon kicsi - több mint 250 év (vagyis a modern csillagászat teljes fennállása alatt) - csak 37 km; összehasonlításképpen: a Nap jelenlegi átmérője közel 1,5 millió km. Nyilvánvaló, hogy az ilyen átmérőváltozásokat egyetlen mérőműszer sem érzékeli.
- Eskov K. Yu. - 1999.
Ennek a képzésnek az a célja, ahogy én látom, hogy a hallgató a lehető legteljesebb képet kapja a Föld bioszférájának történeti fejlődése során történő működéséről. Eközben a rendszerelmélet egyik rendelkezése kimondja: egy rendszert nem lehet egyszerre két független paraméter szerint optimalizálni; különösen a megrajzolt kép integritásának eléréséhez elkerülhetetlenül fel kell áldozni annak részletességét, vagy fordítva. Ha valamiféle általánosító koncepció híján konkrétabb tényeket próbálunk belegyömöszölni a hallgató fejébe, az elkerülhetetlenül a régi egyetemi paleontológiai kurzus leromlott másolatának elkészítéséhez vezet – a kihalt élőlények unalmas mártirológiájához, amit a vizsga letétele után el kell felejteni. mint egy rossz álom. Ezért sok esetben egészen tudatosan feláldoztam a paleontológiai és geológiai sajátosságokat az elméleti (néha egészen spekulatív) általánosítások javára.
Szerzői jogi megjegyzés...
1. A Föld és a Naprendszer kora. Abszolút és relatív életkor. Geokronológiai lépték...
1 a. (további). Néhány szó a tudomány módszertanáról. Az aktualizmus elve, Occam borotvája és feltételezések. Az elmélet tesztelése: ellenőrzés és hamisítás....
2. Bolygónk kialakulása: „hideg” és „meleg” hipotézisek. Az altalaj gravitációs differenciálódása. A légkör és a hidroszféra eredete...
3. A földkéreg evolúciója. Kontinentális sodródás és az óceánfenék terjedése. Köpeny konvekció...
4. Az élet eredete: abiogenezis és pánspermia. Hiperciklus. A probléma geokémiai megközelítése...
4 a. (további). Termodinamikai megközelítések az élet lényegéhez. A termodinamika második főtétele, az entrópia és a disszipatív szerkezetek...
5. Kora prekambrium: az élet legrégebbi nyomai a Földön. Szőnyegek és stromatolitok. A prokarióta világ és az eukariótaság kialakulása...
6. Késő prekambrium: többsejtűség kialakulása. Oxigénkontroll hipotézis. Ediacaran kísérlet...
6 a. (további). A ragadozó és a zsákmány közötti kapcsolatok ökológiai és evolúciós időskálán...
7. Kambrium: „vázforradalom” és pelletszállítás. A tengeri ökoszisztéma evolúciója: kambriumi, paleozoikum és modern...
8. Korai paleozoikum: „az élet kilépése a szárazföldre”. A talajok és talajképzők megjelenése. A magasabb rendű növények és környezetformáló szerepük. Lebenyúszójú halak tetrapodizációja...
9. Késő paleozoikum – korai mezozoikum: krioera és termoera. Paleozoikum erdők és kontinentális víztározók - növények és rovarok...
10. A szárazföldi gerincesek evolúciója (1): késő paleozoikum - korai mezozoikum. Anamniák és magzatvíz. A magzatvíz két fajtája - termomorf és szauromorf...
11. Szárazföldi gerincesek evolúciója (2): késő mezozoikum. Szauromorf világ. Theriodonták emlősítése. A dinoszauruszok és kihalásuk...
12. Mezozoos biocenotikus válságok. „A világ angiospermizációja” (közép-kréta) és „nagy haldoklás” (kréta vége). Hatás és biotikus hipotézisek...
13. Cenozoikum: a krioéra kezdete. Új típusú közösségek - trópusi erdők és füves biomák. Az emlősök evolúciója és az ember megjelenése...
14. Negyedidőszak (antropocén): Nagy eljegesedés. Glaciális elmélet. Periglaciális közösségek és mamutfauna...
14 a. (további). Történelmi biogeográfia. A vikárius modell és az „elnyomott ereklyék” fogalma. Fitoszterjedés...
Ajánlott olvasmány
Fogalmak szójegyzéke
Élő és fosszilis szervezetek névszótára
Töltse le ingyenesen az e-könyvet kényelmes formátumban, nézze meg és olvassa el:
Töltse le a Föld története és az élet rajta című könyvet - Eskov K.Yu. - fileskachat.com, gyors és ingyenes letöltés.
Töltse le a dokumentumot
Az alábbiakban megvásárolhatja ezt a könyvet a legjobb áron, kedvezménnyel, kiszállítással Oroszország egész területén.
Annotáció
Kísérleti oktatási segédlet a középiskola számára.
1. A Föld és a Naprendszer kora. Abszolút és relatív életkor. Geokronológiai lépték.
1-a (további). Néhány szó a tudomány módszertanáról. Az aktualizmus elve, Occam borotvája és feltételezések. Az elmélet tesztelése: ellenőrzés és hamisítás.
2. Bolygónk kialakulása: „hideg” és „meleg” hipotézisek. Az altalaj gravitációs differenciálódása. A légkör és a hidroszféra eredete.
3. A földkéreg evolúciója. Kontinentális sodródás és az óceánfenék terjedése. Köpeny konvekció.
4. Az élet eredete: abiogenezis és pánspermia. Hiperciklus. A probléma geokémiai megközelítése.
4-a (további). Termodinamikai megközelítések az élet lényegéhez. A termodinamika második főtétele, az entrópia és a disszipatív szerkezetek.
5. Kora prekambrium: az élet legrégebbi nyomai a Földön. Szőnyegek és stromatolitok. A prokarióta világ és az eukariótaság kialakulása
6. Késő prekambrium: többsejtűség kialakulása. Oxigénkontroll hipotézis. Ediacaran kísérlet.
6-a (kiegészítő). Ragadozó-zsákmány kapcsolatok ökológiai és evolúciós időskálán.
7. Kambrium: „vázforradalom” és pelletszállítás. A tengeri ökoszisztéma evolúciója: kambrium, paleozoikum és modern idők.
8. Korai paleozoikum: „az élet kilépése a szárazföldre”. A talajok és talajképzők megjelenése. A magasabb rendű növények és környezetformáló szerepük. Lebenyúszójú halak tetrapodizációja.
9. Késő paleozoikum - korai mezozoikum: krioera és termoera. Paleozoikum erdők és kontinentális víztározók - növények és rovarok.
10. A szárazföldi gerincesek evolúciója (1): késő paleozoikum - korai mezozoikum. Anamniák és magzatvíz. A magzatvíznek két fajtája van: termomorf és szauromorf.
11. Szárazföldi gerincesek evolúciója (2): késő mezozoikum. Szauromorf világ. Theriodonták emlősítése. A dinoszauruszok és kihalásuk.
12. Mezozoos biocenotikus válságok. "A világ angiospermizációja" (közép-kréta) és "nagy haldoklás" (kréta vége). Impact és biotikus hipotézisek.
13. Cenozoikum: a krioéra kezdete. Új típusú közösségek - trópusi erdők és füves biomák. Az emlősök evolúciója és az ember megjelenése.
14. Negyedidőszak (antropocén): Nagy eljegesedés. Glaciális elmélet. Periglaciális közösségek és mamutfauna.
14-a (kiegészítő). Történelmi biogeográfia. A vikárius modell és az „elnyomott ereklyék” fogalma. Fitoszterjedés.
Fogalmak szójegyzéke
Élő és fosszilis szervezetek névszótára
K.Yu. Eskov
A FÖLD TÖRTÉNETE ÉS AZ ÉLET RAJTA
Szeretetteljes megemlékezésben
Szergej Viktorovics Mejen -
tudós és tanár
Köszönetnyilvánítás
Megragadom az alkalmat, hogy kifejezzem mélységes hálámat kollégáimnak, geológusaimnak és biológusaimnak – O.A. Afanasyeva, V. Yu. Dmitriev, A. Yu. Zhuravlev, G.A. Zavarzin, E.N. Kurochkina, A.A. Karhu, O.A. Lebegyev, V.M. Moralev, A. Yu. Rozanov, A.G. Szennyikov, M.A. Fedonkin, A.B. Shipunov, akinek tanácsait felhasználtam munkám során. Külön köszönetet szeretnék mondani M.B. Burzin, V.V. Zherikhin, A.G. Ponomarenko és A.S. Rautian, aki vette a fáradságot, hogy elolvassa a kéziratot, és értékes kritikai megjegyzéseket tett róla.
A projektet a Moszkvai Oktatási Rendszerek Fejlesztő Intézete (MIROS) finanszírozta.
Külön szeretném megjegyezni az 1543. számú moszkvai gimnázium és igazgatója, Yu.V. Zavelsky, aki 1995-1999 között lehetőséget adott ennek a speciális kurzusnak a fejlesztésére és továbbfejlesztésére.
Ennek a képzésnek az a célja, ahogy én látom, hogy a hallgató a lehető legteljesebb képet kapja a Föld bioszférájának történeti fejlődése során történő működéséről. Eközben a rendszerelmélet egyik rendelkezése kimondja: egy rendszert nem lehet egyszerre két független paraméter szerint optimalizálni; különösen a megrajzolt kép integritásának eléréséhez elkerülhetetlenül fel kell áldozni annak részletességét, vagy fordítva. Ha valamiféle általánosító koncepció híján konkrétabb tényeket próbálunk belegyömöszölni a hallgató fejébe, az elkerülhetetlenül a régi egyetemi paleontológiai kurzus leromlott másolatának elkészítéséhez vezet – a kihalt élőlények unalmas mártirológiájához, amit a vizsga letétele után el kell felejteni. mint egy rossz álom. Ezért sok esetben egészen tudatosan feláldoztam a paleontológiai és geológiai sajátosságokat az elméleti (néha egészen spekulatív) általánosítások javára.
Mivel ez a képzés nem az „átlagiskolás gyerekeknek” szól, hanem azoknak, akik sorsukat a tudománnyal kívánják összekötni, érdemes itt lehetőség szerint bemutatni a teljes „tudományos konyhát”: az érvelés menetét. ez vezette a kutatót a tárgyalt következtetésekhez, a különféle elméletek harcának történetéhez stb. Ugyanakkor igyekeztem őszintén rámutatni nemcsak a múlt, hanem a jelenleg is meghatározó tudományos koncepciók gyengeségeire; Egyesek számára ez úgy tűnhet, mint „a tudomány tekintélyének aláásása egy iskolás szemében”, de én másként gondolom. Az előadásforma kiválasztásánál igyekeztem azt (amennyire lehetett) közelebb hozni egy valódi tudományos szöveghez - hadd szokjanak hozzá.
Einstein egyszer megjegyezte (teljesen helyesen), hogy ha egy tudós képtelen elmagyarázni a gyereknek munkája lényegét a számára elérhető szinten, az szakmai alkalmatlanságát jelzi. Ez mind igaz, azonban a vita előrehaladtával időnként szükségünk lesz az őslénytanon kívüli területeken felhalmozott ismeretekre is (ezeket külön erre a célra kialakított „plug-in” fejezetekben mutatjuk be, csak az érdeklődőknek). Őszintén szólva nem garantálhatom, hogy például a nem egyensúlyi termodinamika alapelveiről szóló előadásom, amely természetesen nem tartozik a szakmai tevékenységem körébe, kellően minősített, sőt még inkább közérthető lesz. .
Figyelmeztetném továbbá, hogy számos esetben az elmúlt évek tényeit, általánosításait fogom bemutatni, amelyek elvileg „nem kellőképpen igazoltnak”, vagy mindenképpen „általánosan nem elfogadottnak” nevezhetők. Ezzel kapcsolatban meg kell jegyezni, hogy a paleontológiában az „általánosan elfogadott” fogalmak helyzete általában nem fontos; Valószínűleg ez minden tudomány közös jellemzője, amely a múlt eseményeivel foglalkozik - elvégre bennük csak a hírhedt időgép birtokában lehet közvetlenül megerősíteni vagy cáfolni egy bizonyos elméletet. E tekintetben helyénvalónak tűnik, hogy bemutassak egy tanulságos történetet, amelynek én magam is szemtanúja voltam.
Évekkel ezelőtt az MTA Őslénytani Intézetében, ahol az a megtiszteltetés ért, hogy dolgozhatok, tudományos konferenciát tartottak a múlt éghajlatáról. Az orosz paleontológia egész krémje jelen volt (és mivel Oroszország furcsa módon továbbra is az egyik elismert vezető ezen a területen, így a világ is ennek megfelelően). Az ott bemutatott paleoklimatikus rekonstrukciók kidolgozásakor a modern tudomány minden képességét mozgósították - a legfinomabb geokémiai és radioizotópos elemzéstől a legújabb számítógépes modellezési módszerekig. Amikor a jelentések megvitatására került sor, az értékeléseinek maróságáról ismert N professzor fellépett az emelvényre, és így kezdte:
Kedves kollégák! Határozottan ragaszkodom ahhoz, hogy a Föld kerek. (Könnyű zaj a teremben.) Én is ragaszkodom ahhoz, hogy a Föld forogjon, és forgástengelye dőljön az ekliptika síkjához képest. Ebből a három körülményből az következik, amint azt a középiskolai hatodik osztályos földrajztanfolyamból tudnia kell, hogy van egy egyenlítői-poláris hőmérsékleti gradiens, a légkör nyugati irányú transzportja és az évszakok változása. (A teremben a zajt teljes csend váltja fel.) Felhívom tehát a figyelmet, hogy az itt bemutatott paleoklimatikus rekonstrukciók túlnyomó többségében ezen kezdeti feltételek legalább egyike sérül...
Nem valószínű, hogy a paleontológiában olyan rekonstrukciót lehet találni, amelyre vonatkozóan kellő egyetértés lenne a szakemberek között. És tetszés szerint összevetheti a különböző nézőpontokat, mind a szakirodalom, mind az e terület szakértőinek személyes értékelései alapján, de a végső választás - és az ezzel járó erkölcsi felelősség - végső soron mégis az irodalom vállára esik. a tanfolyam összeállítója. Szerintem egy ilyen választásnál az a legfontosabb, hogy ne felejtsük el legalább azt, hogy „a Föld kerek” és így tovább...
1. A Föld és a Naprendszer kora. Abszolút és relatív életkor. Geokronológiai lépték.
Először is jegyezzük meg...
Ennek a képzésnek az a célja, ahogy én látom, hogy a hallgató a lehető legteljesebb képet kapja a Föld bioszférájának történeti fejlődése során történő működéséről. Eközben a rendszerelmélet egyik rendelkezése kimondja: egy rendszert nem lehet egyszerre két független paraméter szerint optimalizálni; különösen a megrajzolt kép integritásának eléréséhez elkerülhetetlenül fel kell áldozni annak részletességét, vagy fordítva. Ha valamiféle általánosító koncepció híján konkrétabb tényeket próbálunk belegyömöszölni a hallgató fejébe, akkor elkerülhetetlenül a régi egyetemi paleontológiai kurzus leromlott másolatának elkészítéséhez vezetünk – unalmas mártirológia kihalt élőlények, amelyeket a sikeres vizsga után el kell felejteni, mint egy rossz álom. Éppen ezért sok esetben egészen tudatosan feláldoztam a paleontológiai és geológiai sajátosságokat az elméleti (néha meglehetősen spekulatív) általánosítások javára.
Mivel ez a képzés nem az „átlagos iskolásoknak” szól, hanem azoknak, akik sorsukat a tudománnyal kívánják összekötni, érdemes itt lehetőség szerint bemutatni a teljes „tudományos konyhát”: az érvelés menetét. amely a kutatót a tárgyalt következtetésekhez, a különféle harcok történetéhez vezette elméletek stb. Ugyanakkor igyekeztem őszintén rámutatni nemcsak a múlt, hanem a jelenleg is meghatározó tudományos koncepciók gyengeségeire; Egyesek számára ez úgy tűnhet, mint „a tudomány tekintélyének aláásása egy iskolás szemében”, de én másként gondolom. Az előadásforma kiválasztásánál igyekeztem azt (amennyire lehetett) közelebb hozni egy valódi tudományos szöveghez - hadd szokjanak hozzá. Mellesleg emelje ki világos dőlt Az élőlények kifejezése és neve azt jelenti, hogy a könyv végén található szótárban erről egy cikk található. (A fajok és nemzetségek latin neve is kiemelve.)
Einstein egyszer megjegyezte (teljesen helyesen), hogy ha egy tudós képtelen elmagyarázni a gyereknek munkája lényegét a számára elérhető szinten, az szakmai alkalmatlanságát jelzi. Ez mind igaz, azonban a vita előrehaladtával szükségünk lesz arra, hogy a más országokban felhalmozott tudás felé forduljunk. paleontológia, területek (kiegészítő, „beszúrásos” fejezetekben kerülnek bemutatásra, kizárólag az érdeklődők számára). Megmondom őszintén, semmilyen módon nem tudom garantálni, hogy például a nem egyensúlyi termodinamika alapelveiről szóló előadásom, amely természetesen nem tartozik szakmai tevékenységem körébe, kellően minősített, ráadásul közérthető lesz.
Figyelmeztetném továbbá, hogy időnként olyan tényeket, általánosításokat fogok bemutatni az elmúlt évekről, amelyek elvileg „nem kellőképpen igazoltnak”, vagy mindenképpen „általánosan nem elfogadottnak” nevezhetők. Ezzel kapcsolatban meg kell jegyezni, hogy a paleontológiában az „általánosan elfogadott” fogalmak helyzete általában nem fontos; Valószínűleg ez minden tudomány közös jellemzője, amely a múlt eseményeivel foglalkozik - elvégre bennük csak a hírhedt időgép birtokában lehet közvetlenül megerősíteni vagy cáfolni egy bizonyos elméletet. E tekintetben helyénvalónak tűnik, hogy bemutassak egy tanulságos történetet, amelynek én magam is szemtanúja voltam.
Évekkel ezelőtt az MTA Őslénytani Intézetében, ahol az a megtiszteltetés ért, hogy dolgozhatok, tudományos konferenciát tartottak a múlt éghajlatáról. Az orosz paleontológia egész krémje jelen volt (és mivel Oroszország furcsa módon továbbra is az egyik elismert vezető ezen a területen, így a világ is ennek megfelelően). A rajta bemutatott paleoklimatikus adatok kidolgozásakor rekonstrukciók A modern tudomány minden képességét mozgósították – a legfinomabb geokémiai és radioizotópos elemzéstől a legújabb számítógépes modellezési módszerekig. Amikor a beszámolók megvitatására került sor, az értékeléseinek maróságáról ismert N professzor fellépett az emelvényre, és így kezdte: „Kedves kollégák! Határozottan ragaszkodom ahhoz, hogy a Föld kerek. ( Enyhe zaj a hallban. ) Én is ragaszkodom ahhoz, hogy a Föld forogjon, és forgástengelye dőljön el ekliptikus sík. Ebből a három körülményből az következik, amint azt a középiskola hatodik osztályának földrajztanfolyamából tudni kell, a létezés egyenlítői-poláris hőmérsékleti gradiens, nyugati transzport a légkörben és a változó évszakokban. ( Az előszoba zaja átadja a helyét a teljes csendnek. ) Felhívom tehát a figyelmet arra, hogy az itt bemutatott paleoklimatikus rekonstrukciók túlnyomó többségében ezen kezdeti feltételek legalább egyike sérül...”
Nem valószínű, hogy a paleontológiában létezik olyan rekonstrukció, amelyről teljes egyetértés lenne a szakemberek között.
És tetszés szerint összevetheti a különböző nézőpontokat, mind a szakirodalom, mind a szakterület szakértőinek személyes értékelései alapján, de a végső választás - és az ezzel járó erkölcsi felelősség - továbbra is a szakirodalom vállára esik. tanfolyam-összeállító. Szerintem egy ilyen választásnál az a legfontosabb, hogy ne felejtsük el legalább azt, hogy „a Föld kerek” és így tovább...
Megragadva az alkalmat, mély köszönetemet fejezem ki kollégáimnak, geológusaimnak és biológusaimnak - O. A. Afanasyeva, V. Yu. Dmitriev, A. Yu. Zhuravlev, G. A. Zavarzin, E. N. Kurochkin, A. A. Karkh, O A. Lebedev, V. M. Moralev, A. Yu. Rozanov, A. G. Sennikov, M. A. Fedonkin, A. B. Shipunov, akiknek a konzultációit felhasználtam a munkafolyamat során. Külön köszönetemet fejezem ki M. B. Burzinnek, V. V. Zserikhinnek, A. G. Ponomarenkonak és A. S. Rautiannak, akik vették a fáradságot, hogy elolvassák a kéziratot és értékes kritikai megjegyzéseket tettek. Köszönöm a Moszkvai 1543. számú gimnáziumnak és igazgatójának, Yu. V. Zavelsky-nek, hogy lehetőséget adtak ennek a speciális kurzusnak a fejlesztésére és továbbfejlesztésére 1995–1999-ben.
A Föld és a Naprendszer kora. Abszolút és relatív életkor. Geokronológiai lépték.
Először is megjegyezzük, hogy a tudósok számára a Föld korának kérdésének megfogalmazása egykor nagyon forradalmi volt - mivel az „életkor” a „születési dátum” jelenlétét jelenti. Természetesen bármely vallásban a megfelelő istenség hozza létre a Földet az őskáoszból származó lényekkel, amelyek benne laknak, de az európai tudomány alapvetően más világlátást örökölt az ókori materialista filozófusoktól. Számára a Föld mindig is annak az Univerzumnak a szerves része volt, amely „egy, végtelen és mozdulatlan... Se nem születik, se nem pusztul el... Nem csökkenhet vagy növekedhet” (Giordano Bruno). De a középkor végén a csillagászok felfedezték az úgynevezett új csillagok létezését: kiderül, hogy az égbolt nem teljesen változatlan, ahogyan azt ősidők óta hitték! Következésképpen elvileg az összes lehetséges változás közül a legdöntőbb (az Emberiség szempontjából) lehetséges: a Föld és az Univerzum látható részének létezésének kezdete és vége. Ha igen, nem próbálhatnánk meg megállapítani, mikor történt ez? Rajt és ez milyen lesz? vége – mitológiához folyamodás nélkül (a teremtés hat napja, az istenek alkonya stb.)?
Megjegyzendő, hogy az embereket kezdetben nem a Föld mint égitest kora érdekelte, hanem lakható Föld - ahogy most mondanák, bioszféra. Nyilvánvaló azonban, hogy az élet keletkezésének időpontját meghatározva ezáltal megkapjuk minimális futamidő létezés és maga a bolygó. És mivel joggal hitték, hogy a Nap energiája az élet forrása a Földön, csillagunk kora viszont megadja nekünk maximális futamidő a bioszféra létezése.
A Nap létezésének idejének megállapítása - miután az anyag és az energia megmaradásának törvényeit felfedezték - a fizikusok számára meglehetősen egyszerű feladatnak tűnt. A nap folyamatosan energiát sugároz ki az űrbe, semmi sem jön vissza, így elméletileg folyamatosan csökkennie kellene a Naprendszerben lévő energia mennyiségének. Az energetikailag legelőnyösebb eljárás (a XX. század előtt ismertek közül) a szén elégetése; hő és fény keletkezik a C + O 2 → CO 2 + kémiai reakció eredményeként K. És mivel a nagyságrendet is ismerjük K, valamint a Nap által egységnyi idő alatt kibocsátott energia mennyiségét, valamint a Nap tömegét (körülbelül a 17. században számították ki), akkor egy ekkora széntűz teljes élettartama szó szerint egy lépésben kiszámítható. . Ekkor derült ki, hogy alig másfél ezer év múlva porig kell égnie. Természetesen vannak olyan anyagok, amelyek energiaigényesebbek a szénnél, de ez nem oldja meg a problémát: a Nap becsült élettartama így is hatezer évnél rövidebbnek bizonyul, i.e. kevesebb az emberi civilizáció fennállási ideje; Ez nyilvánvalóan abszurd.
