8.7: Мезозой

Last updated
Save as PDF

Page ID: 36382

Chris Johnson, Matthew D. Affolter, Paul Inkenbrandt, & Cam Mosher
Salt Lake Community College via OpenGeology

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Малюнок\(\PageIndex{1}\): Можливо, найбільша викопність коли-небудь знайдена, велоцираптор атакував протоцератопс, і обидва були скам'янілими середньою послідовністю.

Після Пермського масового вимирання мезозой («середнє життя») був від 252 мільйонів років тому до 66 мільйонів років тому. Коли Пангея почала розбиватися, розвивалися ссавці, птахи та квітучі рослини. Мезозой, мабуть, найвідоміший як вік плазунів, особливо динозаврів.

Мезозойська тектоніка і палеогеографія

Малюнок\(\PageIndex{1}\): Анімація показує Пангея розпаду.

Пангея почала розпастися (в регіоні, який стане східною Канадою та США) близько 210 мільйонів років тому в пізньому тріасі. Яскравими доказами цього є вік відкладень у рифтових басейнів Newark Supergroup та підвіконня Палісадів східної частини Північної Америки та вік дна Атлантичного океану. Через поширення морського дна (глава 3) найдавніші скелі на дні Атлантики знаходяться вздовж узбережжя північної Африки та східного узбережжя Північної Америки, а наймолодші - уздовж середньо-океанічного хребта.

Малюнок\(\PageIndex{1}\): Вік океанічної літосфери, в мільйони років. Зверніть увагу на відмінності в Атлантичному океані уздовж узбережжя материків.

Ця вікова картина показує, як Атлантичний океан відкрився, коли молодий Середньоатлантичний хребет почав створювати морське дно. Це означає, що Атлантичний океан почав відкриватися і вперше утворився тут. Південна Атлантика відкрилася поруч, з Південною Америкою, відокремленою від центральної та південної Африки. Останнім (відбувається після закінчення мезозою) була найпівнічніша Атлантика, з Гренландією і Скандинавією розлучалися шляхи. Точки розриву кожного рифленого краю плити в кінцевому підсумку перетворилися на пасивні межі плити східного узбережжя Америки сьогодні.

Відео: Пангея розбивається на частини і тарілки рухаються до своїх нинішніх локацій. Таня Етуотер.

Ілюстрація\(\PageIndex{1}\): Ескіз основних рис Сев'є Орогенія.

У західній Північній Америці активний край плити розпочався з субдукції, контролюючи більшу частину тектоніки цього регіону в Мезозої. Ще одне можливе зіткнення острів-дуги створив Орогенія Сономана в Неваді під час останнього палеозою до тріасу. У Юрському періоді ще одне острівно-дугове зіткнення викликало Неваданський Орогенія, велику вулканічну дугу в андському стилі і тяговий пояс [105]. Sevier Orogeny слідував у крейдяному періоді, який був головним чином вулканічною дугою на заході та тонкошкірим складкою та тяговим поясом на схід, тобто стопки дрібних розломів і складок, нарощених рельєфом. Багато споруд в Скелястих горах сьогодні датуються цим рогенієм.

Малюнок\(\PageIndex{1}\): Крейдяний внутрішній морський шлях в середині крейди.

Тектоніка мала вплив ще на одну важливу географічну особливість Північної Америки: крейдяний Західний Внутрішній Передній басейн, який затопив під час високих рівнів моря, утворюючи крейдяний внутрішній морський шлях. Субдукція із заходу була плита Фараллон, океанічна плита, з'єднана з Тихоокеанською плитою (сьогодні розглядається як залишки, такі як плита Хуан де Фука, біля узбережжя Тихоокеанського північного заходу). Субдукція в цей час була неглибокою, оскільки була підпорядкована дуже молода, гаряча і менш щільна частина плити Фараллона. Ця неглибока субдукція спричинила низове викривлення в центральній частині Північної Америки [107]. Високий рівень моря внаслідок неглибокої субдукції та збільшення темпів поширення та субдукції морського дна, високі температури та талий лід також сприяли високому рівню моря [108]. Ці фактори дозволили неглибокому епіконтинентальному морському шляху, що простягався від Мексиканської затоки до Північного Льодовитого океану, розділити Північну Америку на дві окремі сухопутні маси [109], Ларамідію на захід і Аппалачію на схід, протягом 25 мільйонів років [59]. Багато родовищ вугілля в штаті Юта і Вайомінг утворилися з боліт уздовж берегів цього морського шляху [111]. До кінця крейди температури охолодження призвели до регресу морського шляху [112].

Мезозойська еволюція

На сцені знаходяться кілька динозаврів та їх родичів. — Ілюстрація\(\PageIndex{1}\): Мезозойська сцена з пізнього юрського періоду.

У мезозойській ері переважають плазуни, а точніше - динозаври. Тріас побачив спустошені екосистеми, яким знадобилося понад 30 мільйонів років, щоб повністю знову з'явитися після масового вимирання Пермі [113]. Перша поява багатьох сучасних груп тварин, які згодом будуть процвітати, відбулося саме в цей час. Сюди входять жаби (земноводні), черепахи (плазуни), морські іхтіозаври і плезіозаври (морські плазуни), ссавці, архозаври. Архозаври («правлячі рептилії») включають родові групи, які вимерли в кінці тріасу, а також літаючі птерозаври, крокодиліани та динозаври. Архозаври, як і плацентарні ссавці після них, займали всі основні середовища: наземні (динозаври), в повітрі (птерозаври), водні (крокодиліани) і навіть повністю морські середовища проживання (морські крокодили). Птерозаври, перша група хребетних, яка здійснила політ, як динозаври та ссавці, починають з малого в Тріасі.

Це плаваюча рептилія з довгою шиєю — Малюнок\(\PageIndex{1}\): Малюнок раннього плезіозавра Агустазауруса з Тріасу Невади.

В кінці тріасу сталося ще одна подія масового вимирання [114], четверте велике масове вимирання в геологічному записі. Можливо, це було викликано затопленням базальту Центральноатлантичної магматичної провінції [115]. Кінцево-тріасове вимирання змусило вимерти певні родовища і допомогло стимулювати еволюцію тих, хто вижив, як ссавці, птерозаври (літаючі рептилії), іхтіозаври/плезіозаври/мозазаври (морські рептилії) та динозаври.

Він невеликий, менше 5 дюймів, і виглядає як землерийка — Малюнок\(\PageIndex{1}\): Реконструкція малого (<5″) Мегазостродона, одного з перших тварин, що вважається справжнім ссавцем.

Ссавці, як згадувалося раніше, отримали свій початок від предока синапсидів рептилій, можливо, в кінці палеозоя. Ссавці залишалися невеликими, переважно в нічних нішах, причому комахи були їх найбільшою здобиччю. Розвиток теплокровного кровообігу та хутра, можливо, був відповіддю на цей спосіб життя [118].

Кістки лобка і сідничної кістки розташовані близько один до одного. — Малюнок\(\PageIndex{1}\): Закрита будова орнітішіанского стегна, схожого на пташине.

У юрському періоді види, які раніше були поширені, процвітали через більш теплий і тропічний клімат. Динозаври були відносно невеликими тваринами в тріасовий період мезозою, але стали по-справжньому масовими в юрському періоді. Динозаври діляться на дві групи на основі їх будови стегна [120], тобто орієнтації лобка і сідничних кісток по відношенню один до одного. Це називається «плазунами шатрових» сауришян і орнітішіан «пташиних шипів». Це нещодавно було поставлено під сумнів нова ідея щодо роду динозаврів [121].

Кістки лобка і сідничної кістки знаходяться далеко один від одного. — Малюнок\(\PageIndex{1}\): Відкрита будова тазостегнового стегна, схожого на ящірди».

Більшість динозаврів тріаса були сауришистами, але всі вони були двоногими. Основною адаптивною перевагою динозаврів були зміни в кістках стегна і гомілковостопного суглоба, підвертаючи ноги під тіло для поліпшення руху, на відміну від напівпрямостоячої ходи крокодилів або розповзання постави плазунів. У юрському періоді кінцівки (або їх відсутність) також були важливі для іншої групи плазунів, що призвело до еволюції Еофіса, найдавнішої змії.

Це пернатий динозавр з великими кігтями рук — Малюнок\(\PageIndex{1}\): Терізинозаври, як і Бейпіаозавр (показані в цій реставрації), відомі своїми величезними кігтями рук.

Існує нестача скам'янілостей динозаврів з раннього та середнього юрського періоду, але наприкінці юрського періоду вони панували на планеті. Сауришиани диверсифікувалися на гігантських рослиноїдних (рослиноїдних) довгошийних зауропогів вагою до 100 тонн і двоногих м'ясоїдних теропогів, за можливим винятком терізинозаврів [125]. Всі орнітіхіани (наприклад, стегозавр, ігуанодон, трицератопс, анкілозавр, пахіцефалозавр) були рослиноїдними з сильною тенденцією мати «черепахоподібний» дзьоб на кінчиках рота.

Скам'янілість має особливості птахів і динозаврів. — Ілюстрація\(\PageIndex{1}\): Знаковий «Берлінський зразок» Archeopteryx lithographica викопний з Німеччини.

Птерозаври росли і урізноманітнювалися в юрському періоді, а в юрському періоді розвивався і процвітав інший помітний аріальний організм: птахи. Коли Archeopteryx був знайдений в Зольнхофен Лагерштетте Німеччини, здається, гібрид динозавр-птиця, він почав розмову про походження птахів. Ідея про те, що птахи еволюціонували з динозаврів, виникла дуже рано в історії досліджень еволюції, лише через кілька років після Дарвіна «Про походження видів» [127]. Це дослідження використовувало чудову викопність археоптерикса від перехідної тварини між динозаврами та птахами. Маленькі м'ясоїдні динозаври теропод, швидше за все, були гілкою, яка стала птахами завдяки своїм схожим особливостям [128]. Значна дискусія все ще існує щодо того, як і коли розвивався політ з живленням. Деякі заявили про модель запуску з бігу [129], тоді як інші віддали перевагу моделі ковзання, що стрибає по дереву, або навіть напівкомбінації: плескаючи, щоб допомогти в сходження.

Динозавр величезний! 130' довгий і 24' високий. — Ілюстрація\(\PageIndex{1}\): Реконструйований скелет Аргентинозавра, з Naturmuseum Зенкенберг в Німеччині.

Крейдяна побачила подальшу диверсифікацію, спеціалізацію та панування динозаврів та іншої фауни. Однією з найбільших змін на суші став перехід до флори, що переважають покритонасінні. Покритонасінні рослини, які є рослинами з квітами і насінням, виникли в крейдяному періоді [132], переключивши багато рівнин на луки до кінця мезозою [133]. До кінця періоду вони замінили голонасінні (вічнозелені дерева) та папороті як домінуючу рослину в лісах світу. Гаплодиплоїдні еусоціальні комахи (бджоли та мурахи) є нащадками від предків юрського оси, які спільно еволюціонували з квітучими рослинами протягом цього періоду часу. Розпад Пангеї не тільки сформував географію нашого сучасного світу, але й біорізноманіття в той час. Протягом усього мезозою тварини на ізольованих, нині відокремлених острівних континентах (колишніх частин Пангеї), приймали дивні еволюційні повороти. Сюди входять гігантські титанозаврійські зауроподи (Argentinosaurus) і тероподи (Giganotosaurus) з Південної Америки.

K-T Вимирання

Малюнок\(\PageIndex{1}\): Графік швидкості вимирання. Зверніть увагу на великий шип на кінці крейди (позначений як K).

Подібно до кінця палеозойської ери, мезозойська ера закінчилася масовим вимиранням K-Pg (раніше відомим як Вимирання K-T) 66 мільйонів років тому [136]. Ця подія вимирання, ймовірно, була викликана великим болідом (позаземним ударником, таким як астероїд, метеороїд або комета), який зіткнувся з землею. Дев'яносто відсотків видів планктону, 75% видів рослин, і всі динозаври вимерли в цей час.

Скеля грюкає в Землю — Ілюстрація\(\PageIndex{1}\): Художнє зображення події впливу

Один з найсильніших доказів походить від елемента іридій. Досить рідкісний на Землі, і більш поширений у метеоритів, він був виявлений у всьому світі в більш високих концентраціях на певному шарі гірської породи, що утворився в момент кордону К-Т. Незабаром інші вчені почали знаходити докази для підтвердження претензії. Розплавлені гірські сфери [138], особливий тип «шокованого» кварцу під назвою стішовіт, який зустрічається лише на місцях удару, був знайдений у багатьох місцях по всьому світу. Величезний вплив створив сильний тепловий імпульс, який міг бути причиною глобальних лісових пожеж [141], сильні кислотні дощі [142], відповідна велика кількість папоротей, перші колонізуючі рослини після лісової пожежі [143], достатня кількість сміття, викинутого в повітря, щоб значно прохолодні температури після цього [144; 145], і 2-кілометрове цунамі, виведене з родовищ, знайдених від Техасу до Алабами.

Кратер круговий. — Малюнок\(\PageIndex{1}\): Сухопутний вираз кратера Чиксулуб. Інша сторона кратера знаходиться в межах Мексиканської затоки.

Тим не менш, при всіх цих свідченнях один великий шматок залишився відсутнім: кратер, де впливає болід. Лише в 1991 році кратер був підтверджений за допомогою геофізичних даних нафтової компанії. Незважаючи на те, що це третій за величиною підтверджений кратер на Землі шириною приблизно 180 км, кратер Чіксулуб було важко знайти через те, що він частково підводний і частково затемнений густим лісовим пологом півострова Юкатан. Керн центру удару під назвою пікового кільця містив граніт, вказуючи на те, що удар був настільки потужним, що він піднімав осад фундаменту з земної кори на кілька миль до поверхні [149]. У 2010 році міжнародна група вчених переглянула 20 років досліджень і звинуватила вплив у вимиранні [150].

Малюнок\(\PageIndex{1}\): Геологія Індії, показуючи фіолетовий як Deccan пастки пов'язані породи.

З усією цією інформацією, схоже, справа буде закрита. Однак в цей час є й інші події, які могли б частково сприяти загибелі такої кількості організмів. Наприклад, рівень моря, як відомо, повільно знижується в момент події K-T, яка пов'язана з морськими вимираннями [151], хоча будь-яке дослідження поступових проти раптових змін викопного запису є помилковим через неповний характер викопного запису [152]. Ще однією великою подією в цей час був Deccan Traps повінь базальтового вулканізму в Індії. Маючи понад 1,3 мільйона кубічних кілометрів матеріалу, це, безумовно, було великим джерелом матеріалів, небезпечних для екосистем на той час, і було запропоновано як принаймні частково відповідальне за вимирання [153]. Деякі виявили вплив і виверження занадто великим збігом обставин, і навіть пов'язували їх разом [154].