101131011

Page 1


OGÓLNY SPIS TREŚCI

Część I – Materiały, procesy i zasady

ROZDZIAŁ 1

Ziemia jako system 1

ROZDZIAŁ 2

Minerały skałotwórcze i skały 27

ROZDZIAŁ 3

Zróżnicowanie form życia

ROZDZIAŁ 4

ROZDZIAŁ 5 Środowiska osadowe

ROZDZIAŁ 6

Korelacja i datowanie zapisów skalnych

ROZDZIAŁ 7

Ewolucja i zapis kopalny

ROZDZIAŁ 8

tektoniki płyt

ROZDZIAŁ 9

Tektonika kontynentów i łańcuchy górskie

ROZDZIAŁ 10 Główne cykle geochemiczne

Część II – Historia Ziemi

ROZDZIAŁ 11

Eony prekambryjskie: hadeik i archaik

ROZDZIAŁ 12 Eon proterozoiczny prekambru

ROZDZIAŁ 13

ROZDZIAŁ 14

ROZDZIAŁ 15

ROZDZIAŁ 16

mezozozoik

ROZDZIAŁ 17

w okresie kredowym

ROZDZIAŁ 18

w paleogenie

ROZDZIAŁ 19 Świat późnego kenozoiku przed holocenem

ROZDZIAŁ 20 Regresja lodowców i holocen 547

SPIS TREŚCI

Wstęp do wydania polskiego xvii

O autorach xviii

Przedmowa xix

Podziękowania xxiv

Część I – Materiały, procesy i zasady ROZDZIAŁ 1

Badania systemu Ziemi 2 Unikatowość Ziemi 2

Współzależność składników systemu Ziemi 2

Wrażliwość i nietrwałość aspektów systemu  Ziemi 3

Zasada aktualizmu 3

Zasada aktualizmu jako podstawa badań geologicznych 3

Eliminacja koncepcji katastroficznych przez zasadę aktualizmu w XIX wieku 4

Natura i pochodzenie skał 5

Wzajemne przeobrażenia skał magmowych, osadowych i metamorficznych 6

Jednostki formalnej klasyfikacji formacji skalnych 9

Trzy zasady Steno dotyczące skał osadowych 9

Powiązanie wszystkich rodzajów skał w cyklu skalnym 10

Globalne datowanie formacji skalnych 11

Skamieniałości i inne fizyczne wskaźniki względnego wieku skał 11

Określanie bezwzględnego wieku skał metodami radiometrycznymi 12

Podział historii Ziemi na jednostki formalne w skali czasu geologicznego 12

Rozróżnialność przedziałów skali czasu geologicznego 13

Obraz Ziemi pod jej powierzchnią 13

Wzrost gęstości Ziemi wraz z głębokością 14

Unoszenie się i ruchy kruchych stałych płyt litosfery na półpłynnej astenosferze 15

Tektonika płyt 15

Podział płyt w miejscach ich powstawania, subdukcje i zagłębienia 15

Ciepło z rozpadu radioaktywnego jako napęd dynamiki płyt tektonicznych 17

Wznoszenie się pióropuszy magmowych do skorupy Ziemi z głębin jej płaszcza 18

Rola tektoniki płyt w cyklu skalnym 18

Cykl wodny 18

Przemieszczanie się wody między jej rezerwuarami 19

Ścisłe powiązanie cyklu wodnego z cyklem skalnym 20

Ukierunkowane zmiany w historii Ziemi 20

Radykalne i nieodwracalne ewolucyjne przekształcenia form życia 20

Zmiany fizycznych i chemicznych cech Ziemi 21

Związki zmian form życia i środowisk 21

Epizodyczne zmiany w historii Ziemi 22

Nieciągłości w procesach sedymentacji 22

Powstawanie skał osadowych w trybie katastroficznym 22

Niezgodności zalegania warstw jako reprezentacje nieciągłości formacji skalnych 22

Epizodyczne zmiany życia na Ziemi 24

i polecenia 25

ROZDZIAŁ 2

Minerały skałotwórcze i skały 27

Struktura minerałów 30

Pierwiastki jako substancje złożone z jednakowych i unikalnych atomów 30

Izotopy pierwiastków i ich względne masy atomowe 30

Rola reakcji chemicznych w powstawaniu minerałów 31

Wiązania chemiczne jako wynik chemicznych reakcji 31

Trójwymiarowe struktury molekularne kryształów 32

Zastępowanie jonów pierwiastków przez jony pierwiastków podobnych 34

Właściwości minerałów 34

Zależność twardości minerałów od wiązań chemicznych 34

Zależność gęstości minerałów od mas atomowych i upakowania atomów 36

Odzwierciedlenie struktur krystalicznych w rodzajach spękań 36

Wpływ warunków fizykochemicznych formowania się minerałów i skał na ich struktury 36

Kilka grup minerałów tworzących większość skał 36

Typy skał 38

Skały magmowe jako rezultat krzepnięcia  form płynnych 38

Powstawanie skał osadowych z cząstek zawieszonych w wodzie lub powietrzu 40

Skały metamorficzne jako transformacje innych skał w warunkach wysokiego ciśnienia i temperatury 48

Podsumowanie rozdziału 50

Pytania przeglądowe i polecenia 50

ROZDZIAŁ 3

Zróżnicowanie form życia 51

Skamieniałości i chemiczne pozostałości dawnych form życia 54

Twarde części zwierząt jako najczęściej zachowane ich ślady 54

Nietrwałość tkanek miękkich organizmów kopalnych 54

Skamieniałe drewno jako rezultat mineralizacji 55

Odciski w formie ośródek zewnętrznych i wewnętrznych 55

Skamieniałe ślady zwierząt jako zapis ich ruchu 56

Zróżnicowana jakość skamieniałości 56

Biomarkery jako użyteczne chemiczne wskaźniki form życia 56

Martwe organizmy w procesach rozkładu jako paliwo skamieniałości 57

Grupy taksonomiczne 57

Identyfikacja kladów i ich pokrewieństwa 59

Archeony i bakterie: dwie domeny prokariotów 63

Tolerancja archeonów wobec nieprzyjaznych środowisk 63

Niektóre typy bakterii: rozkładające, fotosyntetyzujące, patogenne i zanieczyszczające

Protisty: parafiletyczna grupa eukariotów

Zielenice i rośliny lądowe

Ewolucyjne pierwszeństwo naczyniowych roślin zarodnikowych

Opisthokonta: grzyby i zwierzęta 69

Grzyby jako destruenty 70

Zwierzęta jako wielokomórkowe organizmy konsumujące 70

Gąbki jako proste bezkręgowce 71

Przynależność koralowców

wielu zwierząt bezszkieletowych do lofotrochorowców

i kręgowce jako wtórnogębowce

Nisza gatunku jako jego umiejscowienie

Ekosystem jako zbiorowisko organizmów wraz ze środowiskiem ich życia

Biogeografia jako nauka badająca rozmieszczenie

Główne składniki atmosfery: azot, tlen i dwutlenek węgla

Wpływ różnic temperatury i rotacji Ziemi na cyrkulację powietrza 88

lądowy 90 Typy wegetacji odpowiadające strefom klimatycznym 90 Zależność klimatów od wysokości 94

Wpływ czynników lądowych i wodnych na sezonowe zmiany temperatury 95

Odbicie przeszłych warunków klimatycznych w skamieniałościach roślinnych 96 Ekosystem morski 97

Powierzchniowe prądy oceaniczne napędzane przez wiatry 97

Zmiany form życia morskiego wraz z głębokością 99

Organizmy morskie pływające, unoszące się w wodzie i żyjące na dnie 101

Wpływ temperatury wody na zróżnicowanie biogeograficzne 103

Zasolenie jako ważny czynnik w obszarach przybrzeżnych 104

Środowiska słodkowodne 105

Podsumowanie rozdziału 105

Pytania przeglądowe i polecenia 106

ROZDZIAŁ 5

Środowiska osadowe 107

Środowiska lądowe 110

Historyczne gleby jako wskaźnik warunków klimatycznych w przeszłości 110

Słodkowodne jeziora i lodowce jako wizytówki przeszłych klimatów 112

Gromadzenie się soli i piasku na pustyniach i w jałowych basenach 114

Osady nanoszone przez rozgałęzione i meandrujące rzeki w regionach wilgotnych 116

Środowiska przybrzeżne i otwarte szelfy 119

Delty powstające przy ujściach rzek do mórz 119

Laguny położone za piaszczystymi wyspami barierowymi 121

Tempestyty powstające na otwartych szelfach 122

Skamieniałości jako wskaźniki środowisk morskich 123

Rafy organiczne jako formy skał węglanowych 124

Platformy węglanowe powstające w ciepłych morzach 126

Środowiska głębokomorskie 129

Prądy zawiesinowe opadające przy podmorskich zboczach 129

Drobnoziarniste, powoli gromadzące się osady eupelagiczne 131

Podsumowanie rozdziału 132

Pytania przeglądowe i polecenia 132

ROZDZIAŁ 6

Korelacja i datowanie zapisów skalnych 135

Skala czasu geologicznego 138

Sukcesja skamieniałości jako miara względnego wieku skał 138

Systemy geologiczne utworzone w XIX wieku 138

Jednostki stratygraficzne 140

Podział formacji skalnych w jednostkach czasowoskalnych oraz czasu geologicznego w jednostkach czasu 140

Spis treści x

Jednostki biostratygraficzne oparte na występowaniu skamieniałości 140

Identyfikacja biegunowości jednostek czasowo-skalnych metodą stratygrafii magnetycznej 142

Definiowanie jednostek skalnych na podstawie litologii, a nie wieku skał 143 Bezwzględny wiek Ziemi 146

Niedoszacowanie wieku Ziemi w początkach geologii 146

Ocena bezwzględnego wieku skał z użyciem pierwiastków radioaktywnych 147

Przewaga korelacji na podstawie skamieniałości nad datowaniem radiometrycznym 151

Zmiany stabilnych izotopów jako podstawa korelacji globalnej 152

Stratygrafia zdarzeniowa 153

Korelacja na wielkich obszarach oparta na skałach przewodnich 153

Linia czasu dla korelacji oparta na dwukierunkowych przesunięciach granic facji 155

Wykrywanie niezgodności zalegania warstw metodami stratygrafii sejsmicznej 155

Sekwencje jako zapisy zmian poziomu morza 157

Zegar geologiczny oparty na zmianach parametrów rotacji Ziemi i kształtu jej orbity 158

Podsumowanie rozdziału 160

Pytania przeglądowe i polecenia 160

ROZDZIAŁ 7

Ewolucja i zapis kopalny 163

Adaptacje 166

Wkład Karola Darwina 167

Geograficzne dowody ewolucji zebrane w podróży na statku „Beagle” 167

Szerokie podstawy anatomicznych dowodów ewolucji przedstawionych przez Darwina 169

Selekcja naturalna jako główny mechanizm ewolucji 170

Geny, DNA i chromosomy 170

Podstawowe znaczenie dziedziczenia cech w genetyce 170

Mutacje jako instrument doboru naturalnego 171

Rekombinacja genetyczna jako czynnik doboru naturalnego 171

Nowo odkryty mechanizm zmian genetycznych: horyzontalny transfer genów 172

Geny regulatorowe a rozwój organizmów 172

Populacje, gatunki i specjacja 172

Szybkości specjacji 174

Radiacje ewolucyjne jako rezultat nowych ekologicznych możliwości i adaptacyjnych przełomów 174

Szybka specjacja w niewielkich izolowanych populacjach 176

Możliwość powstania nowej jednostki systematycznej w pojedynczym wydarzeniu 178

Zegar molekularny i czasy powstawania 180

Konwergencja ewolucyjna 180

Wymieranie 181

Znaczne zróżnicowania szybkości wymierania 182

Masowe wymieranie dokonujące się obecnie 183

Tendencje ewolucyjne 184

Ewolucyjna tendencja do powiększania się rozmiarów ciał zwierząt 184

Proste i złożone tendencje ewolucyjne 185

Nieodwracalność procesu ewolucji 189

Podsumowanie rozdziału 189

Pytania przeglądowe i polecenia 190

ROZDZIAŁ 8

Teoria tektoniki płyt 191

Historia teorii dryfu kontynentalnego 194

Błędne interpretacje niektórych wczesnych obserwacji 194

Alfred Wegener – pionier teorii dryfu w XX wieku 195

Badania Aleksandra Du Toit dotyczące sekwencji Gondwany 196

Powszechne odrzucanie koncepcji dryfu kontynentalnego 198

Zagadkowe dane ujawnione przez paleomagnetyzm 198

Narodziny tektoniki płyt 200

Wyjaśnienie wielu zjawisk na gruncie ekspansji dna oceanicznego 200

Ostateczna weryfikacja metodami paleomagnetycznymi 203

Uskoki i aktywność wulkaniczna na granicach płyt 203

Formowanie się skorupy wzdłuż grzbietów śródoceanicznych 204

Przemieszczanie grzbietów śródoceanicznych przez uskoki transformacyjne 205

Subdukcja litosfery wzdłuż głębokich rowów oceanicznych

przyczyny ruchów płyt

Zagłębianie się luźnych fragmentów skorupy w płaszczu Ziemi 207 Mierzalność ruchów płyt 208 Podsumowanie rozdziału

Pytania przeglądowe i polecenia 211

ROZDZIAŁ 9

Węzły potrójne w rejonach plam gorąca 216

Powstawanie rowów tektonicznych w początkowej fazie podziału 218

Powstawanie pasywnych krawędzi w procesach podziału 218 Zginanie i płynięcie skał

Możliwości orogenezy bez zderzeń kontynentów 223

Charakterystyczne struktury pasm górskich 223

Kompresja jako przyczyna deformacji 224

Powstawanie basenu przedpola pod ciężarem góry 224

Andy jako przykład gór powstałych bez zderzenia kontynentów

Pireneje jako przykład gór powstałych w wyniku zderzenia kontynentów

Łączenie się niewielkich mas lądowych z kontynentami

wnętrz kontynentów

Podsumowanie rozdziału

przeglądowe i polecenia

ROZDZIAŁ 10

jako prędkości ruchu między

sprzężeń zwrotnych na przepływy

węgla, tlen i procesy biologiczne

Wykorzystanie cyklu fotosyntezy–oddychania przez rośliny 239

Wzrost tkanek jako rezultat fotosyntezy 240

Uwalnianie energii w procesie oddychania 240

Wykorzystywanie oddychania przez  destruenty 241

Modyfikacje chemii atmosfery w wyniku pogrążania się szczątków roślinnych w ziemi 241

Podobieństwo morskich i lądowych cyklów fotosyntezy–oddychania 243

Izotopy tlenu, klimat i cykl wodny 244

Proporcje izotopów tlenu w szkieletach jako wskaźnik temperatury 244

Wiązanie tlenu 16O w lodowcach 245

Wpływ zasolenia na proporcje izotopów  tlenu 246

Działanie pary wodnej jako gazu cieplarnianego 247

Wykorzystanie izotopów węgla w badaniach globalnych cyklów chemicznych 247

Proporcje izotopów węgla jako zapisy cyklicznej cyrkulacji węgla organicznego 247

Proporcje izotopów w skałach wapiennych i morskich osadach głębinowych jako zapisy zmian tempa pogrzebania węgla w ziemi 248

Wpływ pogrzebania węgla i siarki na powiększanie się atmosferycznego rezerwuaru tlenu 248

Usuwanie dwutlenku węgla z atmosfery w procesach wietrzenia i jego transfer do skał wapiennych 249

Wpływ zmian szybkości wietrzenia na atmosferyczny rezerwuar węgla 250

Wpływ zmian globalnej temperatury na atmosferyczny rezerwuar węgla 252

Tendencje zmian zawartości dwutlenku węgla w atmosferze w eonie fanerozoicznym 253

Wpływ pozytywnego sprzężenia zwrotnego na cykl węglowy 254

Stabilizujący wpływ negatywnych sprzężeń zwrotnych na poziom dwutlenku węgla 254

Ekskursje proporcji izotopów węgla i tlenu 255

Wpływ zmian szybkości oddychania bakterii na proporcje izotopów węgla 256

Wpływ zmian ilości hydratu metanu naproporcje izotopów węgla 256

Wpływ zmian produktywności fitoplanktonu na proporcje izotopów węgla 256

Relatywnie większy wpływ epizodów masywnego pogrzebania węgla na proporcje izotopów węgla w porównaniu z innymi czynnikami 257

Chemia oceanów i mineralogia szkieletów 257

Wpływ zmian zawartości magnezu i wapnia na powstawanie morskich węglanów 257

Wpływ zmian zawartości potasu i siarczanów na mineralogię ewaporatów 259

Usuwanie krzemu z oceanów przez organizmy żywe 259

Podsumowanie rozdziału 260

Pytania przeglądowe i polecenia 261

Część II – Historia Ziemi

ROZDZIAŁ 11 Eony prekambryjskie:

Wiek planet i Wszechświata

Powstanie Układu Słonecznego 269

Powstanie Słońca z mgławicy

Powstanie planet z mgławicy słonecznej 270 Hadeik 272

Rozwarstwienie Ziemi jako rezultat przechodzenia materii w stan ciekły 272

Powstanie Księżyca w następstwie kolizji 272

Pochodzenie wód oceanicznych z wulkanów i komet oraz ich zasolenia ze skał 273

Pochodzenie wczesnej atmosfery Ziemi z jej wnętrza 273

Liczne zderzenia z asteroidami i meteorytami we wczesnej historii Ziemi 273

Wysoka temperatura wczesnej Ziemi i niewielkie rozmiary jej płyt 274

Pochodzenie skorupy kontynentalnej 275

Powstanie skorupy felzytowej z topniejącej litosfery oceanicznej 275

Pojawienie się płyty kontynentalnej we wczesnej historii Ziemi

Eon archaiczny

Niewielkie rozmiary lądów archaiku jako skutek wysokiej temperatury wnętrza Ziemi

Szybki wzrost rozmiarów skorupy kontynentalnej

Pasma zieleńcowe

276

276

276

276

277

Zmiana systemu Ziemi 11-1 Pojawianie się wielkich kratonów pod koniec eonu archaicznego 278

Dowody istnienia życia w eonie archaicznym 280

Chemiczne hipotezy dotyczące początków

życia na Ziemi 283

Łatwość formowania się aminokwasów 283

Możliwość istnienia świata RNA 283

Możliwość rozwoju życia wzdłuż grzbietów śródoceanicznych 285

Tlen atmosferyczny 287

Podsumowanie rozdziału 287

Pytania przeglądowe i polecenia 288

ROZDZIAŁ 12

Eon proterozoiczny prekambru 289

Główne zdarzenia eonu proterozoicznego 290

Współczesny styl orogenezy 292

Zdarzenia globalne w paleoproterozoiku i mezoproterozoiku 295

Powszechne zlodowacenia we wczesnym proterozoiku 295

Rozwój sinic, a później eukariotów w oceanach 295

Początki życia zwierzęcego 297

Gwałtowny rozwój organizmów zwierzęcych 297

Rozwój eukariotów pod wpływem wzrostu zawartości tlenu w atmosferze 301

Zmiana systemu Ziemi 12-1 Wielkie zdarzenie oksydacyjne 302

Zmiana systemu Ziemi 12-2 Czy Ziemia były kiedyś śnieżną kulą? 304

Dwa rozległe zlodowacenia w proterozoiku dosięgające niskich szerokości geograficznych 306

Możliwość wpływu zróżnicowania zwierząt na ewolucję fitoplanktonu 306

Ekspansja i kurczenie się kontynentów 306

Konsolidacja kontynentu Ameryki Północnej 308

Ekspansja Laurencji w proterozoiku poprzez kontynentalną akrecję 308

Powstanie wielkich złóż rud w wyniku zderzenia z obiektem zewnętrznym 309

Rów tektoniczny w centralnej i wschodniej Ameryce Północnej 310

Orogeneza grenwilska we wschodniej części Ameryki Północnej 312

Połączenia i podziały superkontynentów

neoproterozoicznych

312

Superkontynent Nuna zawierający wszystkie wielkie masy lądowe 312

Mniejszy od Nuny superkontynent Rodinia 313

Połączenie Pannocji z Gondwaną mimo utraty Laurencji 313 Podsumowanie rozdziału 314

Pytania przeglądowe i polecenia 315

ROZDZIAŁ 13

Wczesna era paleozoiczna 317

Kambryjska eksplozja życia 320

Ślady o złożonych formach jako najwcześniejsze świadectwa życia kambryjskiego

320

Szkielety w wielu grupach zwierząt wczesnokambryjskich 320

Ograniczenie sposobów życia zwierząt wczesnokambryjskich 323

Zmiana systemu Ziemi 13-1 Kształtowanie się szkieletów w wielu grupach zwierząt związane z różnicowaniem się drapieżników

Powstanie kręgowców w warunkach różnicowania późnokambryjskiego

Życie w ordowiku

Zwierzęta pływające i unoszące się w wodach we wczesnym paleozoiku

Wielka radiacja życia w późnym ordowiku

Wpływ organizmów zwierzęcych na recesję stromatolitów

Zahamowanie różnicowania organizmów morskich związane z wymieraniem

324

327

329

329

329

331

332

Ekspansja bezkręgowców w wodach śródlądowych i roślin na lądach 332

Paleogeografia świata kambryjskiego 332

Epizody masowego wymierania kambryjskich trylobitów

334

Paleogeografia, zmiany klimatyczne i masowe wymieranie w ordowiku 335

Zlodowacenie w wyniku ochłodzenia klimatu 335

Zmiana systemu Ziemi 13-2 Zlodowacenie i masowa zagłada form życia jako rezultat ochłodzenia klimatu

Wielkie wymierania jako rezultat ochłodzeń klimatu

Zdarzenia regionalne we wczesnym paleozoiku

Wypiętrzenie gór wschodniej Laurencji

336

338

339

w orogenezie takońskiej 339

Trwała pasywna krawędź zachodniej Laurencji 344

Podsumowanie rozdziału 345

Pytania przeglądowe i polecenia 345

ROZDZIAŁ 14

Świat środkowego paleozoiku 347

Odnowa zróżnicowanych form życia 350

Odrodzenie życia w środowiskach wodnych 350

Zasiedlanie lądów przez rośliny 357

Wyjście zwierząt na lądy 359

Zmiana systemu Ziemi 14-1 Kolonizacja lądów przez kręgowce jako rezultat zmian krajobrazów wywołanych rozwojem roślinności 360

Paleogeografia świata środkowego paleozoiku 364

Zlodowacenie i masowe wymieranie 365

Zdarzenia regionalne w środkowym paleozoiku 365

Ponowne przejście wschodniej Ameryki Północnej w stan krawędzi pasywnej 365

Zmiana systemu Ziemi 14-2 Globalne zmiany klimatyczne, zlodowacenie i masowe wymieranie jako efekt ekspansji roślin na lądach 366

Powstanie Euroameryki podczas drugiej orogenezy appalachijskiej 368

Orogeneza i tworzenie się raf w zachodniej części Ameryki Północnej 372

Podsumowanie rozdziału 373

Pytania przeglądowe i polecenia 373

ROZDZIAŁ 15

Świat późnego paleozoiku 375

Życie w późnym paleozoiku 379

Pojawianie się nowych form życia w morzach paleozoiku 379

Rozwój organizmów rafotwórczych w morzach aragonitowych 380

Rozwój drzewostanów bagiennych 381

Ekspansja flory wyżynnej 383

Różnicowanie się zwierząt lądowych i ich ekspansja w środowiskach słodkowodnych 385

Zmiana systemu Ziemi 15-1 Wielkie zlodowacenie w wyniku osłabienia efektu cieplarnianego 386

Paleogeografia świata późnopaleozoicznego 390

Ciepły i wilgotny klimat we wczesnym karbonie 390

Wielkie zlodowacenie w połowie karbonu spowodowane kolizją kontynentów 390

Ekspansja siedlisk suchych w permie 393

Masowe wymieranie pod koniec ery paleozoicznej 394

Zdarzenia regionalne w późnym paleozoiku 394

Powstanie Appalachów w orogenezie alegheńskiej 394

Zmiana systemu Ziemi 15-2 Najbardziej destruktywny ze wszystkich epizodów wymierania kończący erę paleozoiczną 395

Orogenezy w południowo-zachodnich Stanach Zjednoczonych 398

Powstawanie pokładów węgla w cyklotemach 402

Powstawanie raf w basenie Delaware w zachodnim Teksasie 403

Powiększenie kontynentu Ameryki Północnej w orogenezie sonomskiej 406

Podsumowanie rozdziału 406 Pytania przeglądowe i polecenia 407

ROZDZIAŁ

409 Życie w oceanach: nowa biota 412

Spowolnienie odnowy życia we wczesnym triasie przez trzy epizody masowego wymierania 413

Nowe grupy fitoplanktonu oraz liczne gatunki pływających drapieżników jako formy życia pelagicznego 415

Życie na lądach 418

Dominacja roślin nagonasiennych we florze mezozoicznej 418

Początek epoki dinozaurów 419

Zmiana systemu Ziemi 16-1 Pojawienie się dinozaurów i zagadka ich ewolucyjnego sukcesu 422

Zmiana systemu Ziemi 16-2 Aktywność wulkaniczna i masowa zagłada 428

Masowe wymieranie pod koniec triasu 431

Paleogeografia wczesnego mezozoiku 431

Spis treści

Wpływ rozmiarów Pangei na klimat i rozmieszczenie organizmów 432

Początek podziału Pangei 432

Lokalizacja stref tropikalnychi nietropikalnych 434

Zdarzenia tektoniczne w Ameryce

Północnej 434

Powstawanie basenów gór zrębowych na wschodzie 434

Powiększanie się Ameryki Północnej na zachodzie 436

Podsumowanie rozdziału 440 Pytania przeglądowe i polecenia 441

ROZDZIAŁ 17

Świat w okresie kredowym 443

Życie w kredzie 446

Zmiany form życia pelagicznego 446

Zmiany form życia eupelagicznego 448

Ekspansja roślin kwiatowych na lądach 450

Ograniczenie rozwoju wczesnych ssaków przez dinozaury 452

Paleogeografia świata kredowego 456

Podział kontynentów i ekspansja oceanów 456

Wzrost poziomu morza, stagnacja wód głębokomorskich i ocieplenie klimatu 456

Wymieranie pod koniec okresu kredowego 460

Radykalne wymieranie życia w kredzie jako ostrzeżenie 461

Odzwierciedlenie chronologii wymierania w skamieniałościach 461

Rozwój gatunków oportunistycznch po masowym wymieraniu 461

Zmiana systemu Ziemi 17-2 Śmierć z Kosmosu 462

Ameryka Północna w okresie kredowym 466

Kontynuacja wypiętrzania Kordylierów 466

Powstanie akwenu morskiego łączącego

Zatokę Meksykańską z Oceanem Arktycznym 467

Wydrążenie przez starą rzekę głębokiej doliny, która stała się później Wielkim

Kanionem 468

Powstawanie współczesnego szelfu kontynentalnego na wschodzie

Ameryki Północnej 469

Morza kredowe w Europie 470

Podsumowanie rozdziału 470

Pytania przeglądowe i polecenia 471

ROZDZIAŁ 18

w paleogenie

w paleogenie

Odrodzenie życia oceanicznego 477

Dominacja roślin kwiatowych 478

Intensywna radiacja ssaków w paleocenie i eocenie 479

Wielkie ptaki wczesnego paleogenu 482

Rozwój współczesnych grup zwierząt kopytnych, drapieżnych i naczelnych w oligocenie 483

Ewolucyjne uwspółcześnienie żab i owadów w paleogenie 484

Klimat paleogenu 484

Fala ocieplenia na początku eocenu 484

Zasięg ciepła w wysokich szerokościach geograficznych 486

Początek ochłodzenia i zlodowacenia w wysokich szerokościach geograficznych w środkowym eocenie 488

Zmiany klimatyczne, ekspansja lodowców i masowe wymieranie na przełomie eocenu i oligocenu 489

Zdarzenia regionalne w paleogenie 489

Zmiany położenia lądów i mórz w pobliżu biegunów 489

Kontynuacja aktywności górotwórczej w zachodniej części Ameryki Północnej 489

Zmiana systemu Ziemi 18-1 Początek globalnego ochłodzenia i wysychania wód 490

Nowy ryft na amerykańskim południowym zachodzie 496

Aktywność wulkaniczna w rejonie parku Yellowstone jako rezultat płytkiej subdukcji 497

Kontynuacja sedymentacji wzdłuż brzegów Zatoki Meksykańskiej 497

Zatoka Chesapeake jako efekt upadku meteorytu 498

Podsumowanie rozdziału 499

Pytania przeglądowe i polecenia 500

ROZDZIAŁ 19

Świat późnego kenozoiku przed holocenem 501

Życie w neogenie 504

Radiacja wielorybów i odrodzenie otwornic w oceanach 504

Rozwój i adaptacja gatunków lądowych do sezonowo suchych środowisk 505

Współczesna epoka lodowcowa na półkuli północnej 509

Względne ocieplenie klimatu we wczesnym pliocenie 509

Formowanie się lodowców kontynentalnych na półkuli północnej 509

Proporcje izotopów jako wskaźnik chronologii zlodowaceń 512

Zmiany flory wynikające ze zmian klimatycznych 513

Wielokrotne ekspansje i regresje lodowców 513

Zmiany rodzajów wegetacji w okresach maksimów glacjalnych 514

Zmiany cyrkulacji wód oceanicznych jako możliwa przyczyna epoki lodowcowej 515

Zmiana systemu Ziemi 19-1 Radykalnie szybkie zmiany klimatyczne w epoce lodowcowej 516

Wpływ zmian ruchu wirowego Ziemi na cykle zlodowaceń 519

Wpływ oscylacji klimatycznych na zmiany efektu cieplarnianego 519

Zdarzenia regionalne w okresie neogenu 520

Procesy górotwórcze w całej zachodniej części Ameryki Północnej 520

Wypiętrzenia Appalachów oraz pochodzące z nich osady na wschodzie 527

Narodziny Morza Karaibskiego 528

Wymiana ssaków między Ameryką Północną i Południową 528

Powstanie Himalajów – najwyższego łańcucha górskiego na Ziemi 530

Koniec oceanu Tetyda 532

Ewolucja człowieka 534

Radiacja wczesnych małp człekokształtnych w Afryce i w Azji 534

Najstarsze ślady hominidów sprzed 6 milionów lat 534

Podobieństwo australopiteków do małp człekokształtnych i ludzi 535

Nagłe pojawienie się rodzaju ludzkiego 536

Podobieństwo gatunku Homo erectus do człowieka współczesnego 538

Osobliwe ludzkie karły z Flores 539

Większe podobieństwo gatunku Homo heidelbergensis niż Homo erectus do ludzi współczesnych 539

Zmiana systemu Ziemi 19-2 Powstanie rodzaju ludzkiego w okresie nagłych zmian klimatycznych 540

Pojawienie się neandertalczyków w Eurazji 542

Ewolucja Homo sapiens w Afryce i jego migracja na północ 543

Podsumowanie rozdziału 544

Pytania przeglądowe i polecenia 545

ROZDZIAŁ

20

Regresja lodowców i holocen 547

Regresja lodowców 550

Gwałtowne zdarzenia globalne pod koniec plejstocenu i we wczesnym holocenie 552

Młodszy dryas 553

Pierwsi Amerykanie 554

Zmiana systemu Ziemi 20-1 Dowody kolizji Ziemi z kometą jako przyczyny ochłodzenia młodszego dryasu oraz wymierania wielkich ssaków i zniknięcia kultury

Clovis 556

Nagłe wyginięcie wielkich ssaków 559

Wahania klimatyczne w okresie minionych 10 000 lat 560

Krótki okres globalnego ocieplenia zwany interwałem hypsitermalnym 560

Zapoczątkowanie rolnictwa przez ludzi 561

Lodowce oraz zasięgi drzew i ich przekroje jako odzwierciedlenia zmian klimatycznych 562

Wahania temperatury po interwale hypsitermalnym 563

Dotkliwe susze w holocenie 563

Zmiany poziomu morza 565

Szybki wzrost poziomu morza pod koniec plejstocenu i w początkach holocenu 565

Zmiany linii brzegowych w okresie minionych 7000 lat 565

Wiek XX i XXI: wpływ działalności człowieka 567

Gazy wprowadzane przez człowieka do atmosfery jako przyczyna ocieplenia klimatu i efektu cieplarnianego 567

Poważne przyszłe konsekwencje zmian klimatycznych 569

Wzrost stężenia dwutlenku węgla w oceanach jako czynnik hamujący wapnienie organizmów morskich 570

Podnoszenie się poziomu morza 571

Możliwość przyśpieszenia zmian klimatycznych przez dodatnie sprzężenia zwrotne 573

Podsumowanie rozdziału 574

Pytania przeglądowe i polecenia 575

Dodatek 577

Słownik 581

Indeks 601

Kiedy lodowiec dociera do jeziora lub oceanu, fragmenty lodu odłamują się od niego i wpadają do wody. Takie pływające w niej części lodowca nazywamy górami lodowymi (patrz: ryc. 4-14). Kiedy odłamy lodowca topnieją, wówczas przyniesiona przez nie materia tonie w jeziorze lub oceanie, tworząc na dnie niezwykłe osady zawierające różnej wielkości kamienie, a nawet głazy, tkwiące w materiale drobniejszym. W odróżnieniu od mocno zbitego materiału charakteryzującego gliny polodowcowe, obiekty te zwane dropstonami (od ang. dropstone – kamień zrzutowy) występują pojedynczo lub są rozproszone w całej formacji skalnej. Bardzo niewiele naturalnych mechanizmów innych niż ten może powodować obecność wielkich głazów w środku jeziora lub na dnie morskim z dala od brzegów.

Gromadzenie się soli i piasku na pustyniach i w jałowych basenach Istniejące w odległej przeszłości środowiska suche, podobnie jak lodowcowe, można identyfikować na podstawie diagnostycznych śladów w skałach osadowych. W glebach pustynnych niewiele jest materii organicznej, ponieważ gleby powstają ze szczątków roślinnych, a warunki panujące na pustyniach toleruje niewiele gatunków roślin. Rzadko padające deszcze powodują erozję i powstawanie osadów, a okresowe cieki przenoszą chemiczne produkty wietrzenia do pustynnych basenów. Późniejsze wytrącanie się tamże ewaporacyjnych minerałów nadaje regionom pustynnym charakter bardzo odmienny od tych, w których panują klimaty wilgotne. Na obszarach wilgotnych stałe cieki są zwykle bardzo długie, ich wody nie wsiąkają w gleby i nie wyparowują, więc zwykle docierają do oceanów. Dlatego o większości regionów wilgotnych mówimy, że mają drenaż zewnętrzny, co znaczy że woda transportuje materiał skalny i organiczny poza ich granice. Odpływ z regionów suchych jest – przeciwnie – okresowy i zbyt słaby, by mogły tam powstawać stałe potoki i rzeki, czego rezultatem jest drenaż wewnętrzny, w którym strumienie wysychają przez

RYC. 5-7. Playa w kalifornijskiej Dolinie Śmierci. (Peter L. Kresan).

parowanie, przeciekają w głąb suchego terenu lub kończą swój bieg w bezodpływowych jeziorach. Jeziora na obszarach z drenażem wewnętrznym przeważnie są okresowe (ryc. 5-7). Najczęściej są to suche baseny z popękanym dnem pokrytym ewaporatami, zwane playa (in. takyr lub kewir).

W suchych regionach o bardzo skąpej roślinności wiatry mogą tworzyć z luźnego piasku wzniesienia zwane wydmami. Na niektórych pustyniach wydmy zajmują tylko 1% powierzchni, czasami jednak tworzą wspaniałe krajobrazy (ryc. 5-8). Kiedy wiatr wieje nad luźnymi piaskami, to wydma może zacząć się tworzyć wokół każdej przeszkody dającej cień wiatrowy, w którym piasek się

5-8. Wydmy piaszczyste w Dolinie Śmierci. (iStockphoto/Thinkstock).

RYC.

kierunek wiatru

A BC erozja deponowanie

ruch wydmy

RYC. 5-9. Wewnętrzna struktura wydmy. A. Strumień powietrza ulega kompresji nad szczytem wydmy, co powoduje zwiększenie jego prędkości. Wysokość wydmy przestaje rosnąć, kiedy wynikająca z niej prędkość owiewającego wiatru wystarcza do przemieszczania piasku. Przesypywanie się piasku na stok zawietrzny powoduje „pełznięcie” całej wydmy zgodnie z kierunkiem wiatru. B. Widoczny tu przekrój wydmy ukazuje uwarstwienia przekątne powstałe w wyniku zmian kierunku wiatru. Zmiana kierunku wiatru połączona z przemieszczaniem piasku powoduje zmianę kształtu wydmy i formowanie się nowych stoków zawietrznych. C. Przekątnie uwarstwione osady wydmowe w jurajskim Piaskowcu Nawaho w Arizonie. (C: Crisma/ Vetta/Getty Images).

gromadzi. Rycina 5-9A pokazuje, jak wydmy „wędrują” zgodnie z kierunkiem wiatru, gdy piasek ze strony nawietrznej przesypuje się przez ich szczyty i osuwa na stronę zawietrzną. Jeśli kierunki przeważających wiatrów zmieniają się, to migracja wydm dostosowuje się do nich. Zmiana kierunku wiatru może prowadzić do skracania uformowanych wcześniej osadów, co często powoduje gromadzenie się nowych układów warstw na krzywych powierzchniach wciętych w starsze uwarstwienia. Rezultatem tego jest stratyfikacja przekątna. Rycina 5-9B pokazuje wyidealizowany przekrój wydmy, a rycina 5-9C przekrój rzeczywisty gigantycznej zlityfikowanej wydmy sprzed 200 mln lat.

Wydmy są znajomym widokiem nie tylko na pustyniach, lecz także na tyłach piaszczystych plaż wzdłuż brzegów oceanów i dużych jezior. W związku z tym geolog musi rozważyć inne jeszcze wskaźniki, chcąc ustalić, w jakim środowisku zlityfikowane wydmy powstały. Lecz nawet po identyfikacji tego biotopu jako pustyni, czeka go jeszcze dalsza praca badawcza. Suche klimaty są szeroko rozpowszechnione w pasie pasatów, ale występują również w cieniach deszczowych gór oraz w głębi kontynentów, daleko od oceanów. Chcąc ustalić, które z tych środowisk było suchym i jałowym miejscem utrwalonym w starych skałach, geolodzy muszą rekonstruować cechy geograficzne sąsiednich regionów.

Wiele cech typowych dla suchych basenów można obejrzeć w kalifornijskiej Dolinie Śmierci (patrz: ryc. 5-7, 5-8, 5-10 i 5-11). Okresowe cieki przenoszą osady w dół dolin wyżłobionych w nagich skałach pobliskich gór, tworząc stożkowate struktury zwane stożkami napływowymi, wypełniające ujścia dna dolin (ryc. 5-10).

RYC. 5-10. Superpozycje stożków napływowych w kalifornijskiej Dolinie Śmierci. Stożki napływowe powstały u wylotów wąskich dolin między górami, gdzie prędkości wody w strumieniach malały, a niesione przez nią materiały osadzały się na dnie. Na powierzchniach stożków widać koryta rozgałęzionych i posplatanych strumieni. (Peter L. Kresan).

A B C

RYC. 12-8. Najstarsze jednokomórkowe organizmy zwierzęcopodobne. Szkielety w kształcie wazy zbudowane ze sztywnej materii organicznej sprzed 750 mln lat (A i C) przypominają współczesne ameby ze szkieletami (B i D). Organizmy te były więc przypuszczalnie szkieletowymi amebami. (Susannah M. Porter, Uniwersytet Kalifornijski).

D

RYC. 12-9. Skamieniałości zachowane w skałach chińskich sprzed około 580 mln lat. Obraz po stronie lewej jest fotografią skamieniałości, a obraz po prawej – rysunkiem tego samego okazu. Te niewielkie organizmy wielokomórkowe cechuje symetria dwuboczna. Podobnie jak współczesne zwierzęta o takim planie budowy, organizmy te, jak się wydaje, posiadały wewnętrzne, środkowe i zewnętrzne warstwy komórek, przewód z otworem chłonącym, przez który przechodził pokarm przeznaczony do trawienia, oraz jamy po lewej i prawej stronie ciała. (Za zgodą: J.Y. Chen, Nanjing Intitute of Geology and Paleontology).

niedojrzałych, ale ich sposób życia jest nieznany. Niemniej jednak symetria dwuboczna wiąże się z przednimi i tylnymi okolicami anatomicznymi organizmu, które u zwierząt współczesnych kojarzone są zwykle z dominującym kierunkiem ruchu. Gąbki nie mają tej cechy, podobnie jak koralowce i organizmy pokrewne.

Fauna ediakarska. Najstarsze dojrzałe zwierzęta zachowane w zapisie kopalnym, których tożsamość nie budzi wątpliwości, należą do fauny ediakarskiej, zawdzięczającej swą nazwę australijskim wzgórzom Ediacara,

w których jest ona szczególnie wyraźnie wyeksponowana (s. 289), choć jej przestawicieli znaleziono i rozpoznano na całym świecie.

Najstarsze skamieniałości ediakarskie to formy liściokształtne sprzed 570 mln lat, żyjące niegdyś w pozycjach pionowych na dnie morskim (ryc. 12-10A i B). Jest oczywiste, że były to zwierzęta, a nie organizmy fotosyntetyzujące, ponieważ ich ślady zachowały się w osadach głębokomorskich powstałych poniżej strefy eufotycznej. Przedstawiciele fauny ediakarskiej zdolni do poruszania się po dnie morskim pojawiają się w warstwach datowa-

RYC. 12-10. Przedstawiciele neoproterozoicznej fauny ediakarskiej z Australii. A. Charnia, forma, która stała wyprostowana na dnie morskim, przyczepiona do niego okrągłą przylgą, i żywiła się przypuszczalnie materią unoszącą się w wodzie. B. Proste dyski wyglądające na przylgi przytrzymujące Charnie w podłożu. C. Dickinsonia, bezgłowe, płaskie stworzenie, którego skamieniałości różnią się znacznie rozmiarami, od kilku milimetrów do około 1,4 m długości. D. Tribrachidium, zwierzę, które może być spokrewnione ze szkarłupniami, choć miało trójstronną, a nie pięciostronną symetrię. E. Mawsonites, które mogły być morskimi ukwiałami (parzydełkowcami bez szkieletów). F. Spriggina, wczesny stawonóg lub jego przodek. G. Odcisk stopy Kimberelli, wczesnego mięczaka lub organizmu pokrewnego, pełzającego po dnie morskim. (A: C, D i E: © The Museum Board of South Australia, 2007 foto: Dr J. Gehling; B: H.J. Hoffman i in., „Geology”, listopad 1985, tom 13, s. 819–821; F: Martin R. Smith, Uniwersytet w Cambridge; G: © 2014 National Museum of Natural History, Smithsonian Institution).

nych na 560 mln lat temu. Nie jest wykluczone, że wiele wczesnych zwierząt prowadziło osiadły tryb życia, a ich formy ruchliwe (ryc. 12-10C, 12-10E–G) wyewoluowały później. Jednakże obecność skamieniałości zwierząt o symetrii dwubocznej w skałach sprzed 580 mln lat (patrz: ryc. 12-9) sugeruje, że niektóre formy ruchliwe wyewoluowały nieco przed pojawieniem się fauny ediakarskiej.

Pochodzenie głównych grup zwierząt. Skład fauny ediakarskiej sugeruje, że przed końcem eonu proterozoicznego istniały już wszystkie trzy główne grupy zwierząt charakteryzujących się symetrią dwuboczną, a mianowicie: lofotrochorowce, wylinkowce i wtórouste (patrz: ryc. 3-23). Skamieniałości rodzaju Kimberella (ryc. 12-10G) wyglądają jak odciski stóp mięczaków podobnych do ślimaków, co sugeruje że zwierzęta te były lofotrochorowcami. Segmentowa forma rodzaju Spriggina (ryc. 12-10F) wskazuje na bezszkieletowe stawonogi lub zwie-

rzęta blisko z nimi spokrewnione; były to więc niemal na pewno wylinkowce. Rodzaj Tribrachidea (ryc. 12-10D) wygląda jak szkarłupień, z wyjątkiem symetrii trójbocznej zamiast pięciobocznej, cechującej wszystkie szkarłupnie współczesne; były to więc wtórouste. Abstrahując od dokładnych powiązań tych form z taksonami zwierząt współczesnych, można powiedzieć, że skład fauny ediakarskiej ujawnia początek intensywnego różnicowania się zwierząt około 570 mln lat temu, a więc nieco mniej niż 30 mln lat przed końcem eonu proterozoicznego.

Dowody dotyczące zwierząt ryjących. Cechy skał osadowych, które można bezspornie przypisać działaniom zwierząt ruchliwych, występują tylko w formacjach neoproterozoicznych nieco młodszych niż 600 mln lat. Starsze warstwy proterozoiczne są uderzająco dobrze uporządkowane, co oznacza całkowity lub prawie całkowity brak zwierząt ryjących wystarczająco dużych, by ich

PERM

KARBON PENSYLWAN MISSISIP

DEWON SYLUR

ORDOWIK

KAMBR

EON PROTEROZOICZNY

Holocen, nazywany też czasem „aluwium”, to najmłodsza epoka okresu czwartorzędu obejmująca czas od ostatniej regresji lodowców kontynentalnych na półkuli północnej, czyli od 11 700 lat temu do chwili obecnej. Jest to epoka szczególna z racji krótkiej rozciągłości w czasie oraz wielkich zmian środowiskowych spowodowanych działalnością człowieka: zbieractwem i łowiectwem, odlesianiem gruntów z przeznaczeniem pod uprawy rolne, i wreszcie budową miast, spalaniem paliw kopalnych oraz tworzeniem rozległej infrastruktury transportowej i łącznościowej.

Zaczniemy ten rozdział od opisu zdarzeń zaistniałych nieco przed początkiem holocenu, tworzą bowiem historyczne tło regresji lodowców i pierwszych ważnych działań ludzkich mających wpływ na ekosystemy.

Osady i skamieniałości powstałe w holocenie mieszczą się w zakresie datowania radiowęglowego, ich wiek może więc być ustalany z wielką dokładnością. Ponadto znakomita większość holoceńskich gatunków roślin, zwierząt i protistów nadal żyje na Ziemi, co umożliwia wykorzystanie przez paleontologów ich zapisu kopalnego do szczegółowego badania odpowiadających im siedlisk. Historia holocenu ma szczególne znaczenie dla człowieka współczesnego, ukazuje bowiem reakcje systemu Ziemi na jej stan obecny. Przyszłe zmiany globalnego ekosystemu będą ściśle powiązane z tendencjami, które wystąpiły w niedawnej przeszłości. Zapis geologiczny holocenu ujawnia szybkość, z jaką środowiska mogą się zmieniać oraz mechanizmy wpływu tych zmian na gatunki żyjące nadal na naszej planecie. Zapis ten, wraz z innymi zmianami odzwierciedlonymi w zapisach odleglejszej przeszłości, dostarcza nam lekcji, które powinny pomóc w konfrontacji z dalszymi zmianami środowiskowymi.

Regresja lodowców

Niedługo po ostatnim maksimum glacjalnym, około 22 000 lat temu, lodowce kontynentalne zaczęły topnieć. Około 15 000 lat temu zaczęła rosnąć temperatura w rejonie Gór Skalistych. Dowodów tej zmiany dostarczają datowane metodą radiowęglową skamieniałości nadal żyjących na Ziemi owadów, których tolerancje i upodobania temperaturowe są nam dobrze znane. Wody z topniejących i kurczących się lodowców kontynentalnych spływały do oceanów, podnosząc poziom ich wód. Badania moren pokazują, że regresja lodowców była z początku powolna, lecz około 15 000 lat temu jej tempo zaczęło wzrastać (ryc. 20-1). Wody z południowej granicy lądolodu Ameryki Północnej tworzyły akweny, których pozostałością są dziś Wielkie Jeziora. Dalej na zachód, niecałe 12 000 lat temu powstał rozległy, płytki zbiornik wodny, znany jako jezioro Agassiz, stale zmieniający swój kształt aż do ostatecznego zaniku po 4000–5000 lat (ryc. 20-1C). Kilkumetrowych rozmiarów zwały lodu pozostawały przez jakiś czas w Minnesocie, obu Dakotach i południowej Kanadzie. Wiele z nich utworzyło obniżenia gruntu istniejące do dziś i nazywane preriowymi wytopiskami; są to niewielkie stawy i/lub mokradła, przy których wiele gatunków wędrownych ptaków wodnych zatrzymuje się na odpoczynek podczas sezonowych migracji (ryc. 20-2).

Tundra, sąsiadująca ze skrajem lodowców kontynentalnych, przesuwała się wraz z nimi na północ. Interesującym faktem były migracje owadów niezależne od roślinności. Około 13 000 lat temu grupy gatunków owadzich, żyjących dziś w północnych wiecznie zielonych borach iglastych, przemieszczały się na północ, zajmując siedliska tundrowe w południowej Kanadzie, i przeniosły się z powrotem do lasów borealnych, gdy te przesunęły się na północ, osiągając swój obecny zasięg.

jezioro Agassiz

C9 500 lat temu B 12 000

RYC. 20-1. Regresja lodowców we wschodniej Ameryce Północnej po ostatnim maksimum glacjalnym. W obniżeniach terenu po cofających się lodowcach powstały Wielkie Jeziora.

Zasięgi występujących bardziej na południu lasów liściastych, z udziałem buczyny, hikory (orzeszników) i klonów, w miarę ocieplania klimatu przesuwały się ku północy. Podobnie jak w plejstocenie, tempo migracji gatunków lasotwórczych było zróżnicowane, skład gatunkowy tych lasów ulegał więc ciągłym zmianom. Na południe od cofających się lodowców musiał się różnić od współczesnego, ponieważ badania sfosylizowanych pyłków kwiatowych sprzed 12 000 lat wskazują na istnienie w tej strefie lasów wiecznie zielonych, niepodobnych do jej flory współczesnej (ryc. 20-3). Powszechnym

RYC. 20-2. Polodowcowe jeziora wytopiskowe na prerii w południowej Kanadzie. Jeziora powstały z izolowanych fragmentów cofających się lodowców, zagrzebanych częściowo w osadach, a następnie stopniałych. (maXx images/SuperStock).

rodzajem lasotwórczym był świerk, brakowało jednak sosen występujących masowo we współczesnych północnych borach iglastych.

W warunkach zmian klimatycznych związanych ze współczesnym zlodowaceniem lasotwórcze gatunki drzew zmieniały zasięgi wzajemnie niezależnie, co powodowało ciągłe zmiany składu gatunkowego zbiorowisk leśnych (patrz: ryc. 20-3). W rozdziale XIX wspomnieliśmy, że odkrycie tego zjawiska zmieniło radykalnie popularny, lecz błędny pogląd, jakoby główne istniejące dziś biocenozy roślinne, takie jak lasy liściaste strefy umiarkowanej we wschodnich Stanach Zjednoczonych i północne bory iglaste na północnym zachodzie kraju, sąsiadującym z Pacyfikiem, były trwałymi, bardzo starymi zbiorowościami, których gatunki składowe ewoluowały w ścisłym wzajemnym powiązaniu (s. 235). Obecnie wiadomo, że zbiorowości te mają charakter przejściowy, a ich aktualny stan ukształtował się po ostatnim maksimum glacjalnym.

Turn static files into dynamic content formats.

Create a flipbook
Issuu converts static files into: digital portfolios, online yearbooks, online catalogs, digital photo albums and more. Sign up and create your flipbook.