Палеозо́йская э́ра, палеозо́й, PZ (от — древний, — жизнь) — геологическая эра в истории планеты Земля, известная как эра древней жизни. Первая эра фанерозойского эона. Следует за неопротерозойской эрой и предшествует мезозойской. Началась 538,8 ±0,6 миллиона лет назад и закончилась 251,902 ±0,024 млн лет назад. Таким образом, она продолжалась около 287 млн лет. Делится на 6 периодов: кембрий, ордовик, силур, девон, карбон и пермь.
Палеозой — время колоссальных изменений в биосфере. В кембрии происходит диверсификация различных групп животных, известная как кембрийский взрыв. В течение палеозоя появились такие группы животных, как членистоногие, моллюски и хордовые (рыбы, амфибии, синапсиды и диапсиды). Если в кембрии вся жизнь была в океанах, то к концу эры жизнь вышла и на сушу: планету покрывали леса примитивных древовидных растений, появились полностью наземные группы позвоночных, членистоногих и моллюсков.
В начале эры южные материки были объединены в единый суперконтинент Гондвана, а к её концу к нему присоединились другие континенты, и образовался суперконтинент Пангея. Началась эра с кембрийского взрыва таксономического разнообразия живых организмов, а закончилась массовым пермским вымиранием. Породы, образовавшиеся в течение палеозойской эры, называются палеозойской группой. Эту группу впервые выделил в 1837 году английский геолог Адам Седжвик.
История исследования палеозоя Палеозойскую серию впервые выделил английский геолог Адам Седжвик в 1838 году (он включил в неё два периода — силурийский и девонский), но тогда она понималась как древнейшие фаунистически охарактеризованные слои, залегающие выше «первичных» пород. Современный смысл понятия палеозоя как обособленного слоя отложений первого крупного этапа органической эволюции обрело в работах профессора геологии Оксфордского университета Джона Филлипса, опубликованных в 1840—1841 годах. Он отнёс к этому этапу периоды от кембрийского до пермского. В дальнейшем авторы, ставящие построение стратиграфической шкалы в зависимость от органической эволюции или хода геологической истории и основываясь на субъективном, качественном анализе тех или иных неполных материалов, неоднократно пытались подразделить историю и построить шкалу по-другому. Последующее геологическое картирование остальных регионов мира, а также привлечение к этому материалов по пелагическим и наземным группам ископаемых, подтвердили правильность построенных Филлипсом подразделений геологического времени.
Первая глобальная палеомагнитная реконструкция фанерозойского движения континентов была опубликована в 1973 году А. Смитом, Дж. Брайденом и Г. Дрюри. Они опубликовали карты палеомагнитных реконструкций положений материков для всего фанерозойского времени, используя при создании только палеомагнитные данные по континентам. В 1977 году советскими исследователями Л. П. Зоненшайном и А. М. Городницким была представлена своя модель, которая основывалась на единых мировых магнитных данных с некоторыми дополнениями и изменениями к каждой модели. А в 1978 году была опубликована кинематическая модель канадских учёных под руководством Е. Р. Канасевича, а также модель реконструкции взаимного расположения материков в палеозое английских геологов Пьера Мореля, Эдварда Ирвинга и других.
Физико-географические условия
Тектоническая обстановка
Вследствие тектоники литосферных плит положение и очертания материков и океанов в палеозое отличались от современных. К началу эры и в течение всего кембрия древние платформы (Южно-Американская, Африканская, Аравийская, Австралийская, Антарктическая, Индостанская), повёрнутые на 180°, были объединены в единый суперконтинент, называемый Гондваной. Этот суперконтинент располагался главным образом в Южном полушарии, от Южного полюса до экватора, и занимал общую площадь более 100 миллионов км². В Гондване находились разнообразные возвышенные и низменные равнины и горные массивы. Море периодически вторгалось лишь в окраинные части суперконтинента. Остальные меньшие по размерам материки находились в основном в экваториальной зоне: Лаврентия, Балтика и Сибирия. Там же находились микроконтиненты: Авалония, Казахстания и другие. В окраинных морях располагались многочисленные острова, окаймлённые низменными побережьями с большим числом лагун и дельт рек. Между Гондваной и другими материками был океан, в центральной части которого находились срединно-океанические хребты. В кембрии существовали две наиболее крупные плиты: целиком океаническая Прото-Кула и преимущественно материковая Гондванская плита.
В ордовике Гондвана, двигаясь на юг, вышла в район Южного географического полюса (сейчас это северо-западная часть Африки). Происходило поддвигание океанической литосферной плиты Прото-Фараллон (и вероятно Прото-Тихоокеанской плиты) под северную окраину Гондванской плиты. Началось сокращение Прото-Атлантической впадины (Япетус), расположенной между Балтийским щитом, с одной стороны, и единым Канадо-Грендландским щитом — с другой стороны, а также сокращение океанического пространства. В течение всего ордовика происходит сокращение океанических пространств и закрытие краевых морей между материковыми фрагментами: Сибирским, Прото-Казахстанским и Китайским. В палеозое (вплоть до силура — начала девона) продолжалась Каледонская складчатость. Типичные каледониды сохранились на Британских островах, Скандинавии, Северной и Восточной Гренландии, в Центральном Казахстане и Северном Тянь-Шане, в Юго-Восточном Китае, в Восточной Австралии, в Кордильерах, Южной Америке, Северных Аппалачах, Срединном Тянь-Шане и других областях. В результате рельеф земной поверхности в конце силурийского периода стал возвышенным и контрастным, особенно на континентах, расположенных в Северном полушарии. В раннем девоне происходит закрытие Прото-Атлантической впадины и образования Евро-Американского материка, в результате столкновения Про-Европейского материка с Про-Северо-Американским в районе нынешней Скандинавии и Западной Гренландии. В девоне смещение Гондваны продолжается, в результате Южный полюс оказывается в южной области современной Африки, а возможно и нынешней Южной Америки. В этот период сформировалась впадина океана Тетис между Гондваной и материками вдоль экваториальной зоны, образовались три целиком океанические плиты: Кула, Фараллон и Тихоокеанская (которая погружалась под Австрало-Антарктическую окраину Гондваны).
В среднем карбоне произошло столкновение Гондваны и Евро-Америки. Западный край нынешнего Северо-Американского материка столкнулся с северо-восточной окраиной Южно-Американского, а северо-западный край Африки — с южным краем нынешней Центральной и Восточной Европы. В результате образовался новый суперконтинент Пангея. В позднем карбоне — ранней перми произошло столкновение Евро-Американского материка с Сибирским, а Сибирского материка с Казахстанским континентом. В конце девона началась грандиозная эпоха Герцинской складчатости с наиболее интенсивным проявлением при формировании горных систем Альп в Европе, сопровождавшихся интенсивной магматической деятельностью. В местах столкновения платформ возникли горные системы (с высотой до 2000—3000 м), некоторые из них просуществовали и до нашего времени, к примеру, Урал или Аппалачи. Вне Пангеи находилась только Китайская глыба. К концу палеозоя, в пермском периоде, Пангея протягивалась от южного полюса до Северного. Южный географический полюс в это время находился в пределах современной Восточной Антарктиды. Входивший в состав Пангеи Сибирский материк, являвшийся её северной окраиной, приближался к Северному географическому полюсу, не доходя до него 10—15° по широте. Северный полюс в течение всего палеозоя находился в океане. В это же время образовался единый океанический бассейн с главной Прото-Тихоокеанской впадиной и единая с ней впадина океана Тетис.
Климат В начале кембрия на Земле господствовал в основном тёплый климат: средняя температура поверхности была сравнительно высокой, при небольшой разнице температур между экватором и полюсами. Климатическая зональность была выражена относительно слабо. Но были и зоны аридного климата, которые были распространены в северной части Североамериканского континента, в пределах Сибирского и Китайского континентов. В Гондване он господствовал лишь в центральных районах Южной Америки, Африки и Австралии. Основную массу атмосферы в начале кембрия составлял азот, количество углекислого газа достигало 0,3 %, а содержание кислорода постоянно увеличивалось. В результате к концу кембрия атмосфера приобретала кислородно-углекисло-азотный характер. В это время на материках стали господствовать влажные жаркие условия, температура воды в океане была не ниже 20 °C. В течение ордовика и силура климатические условия становятся довольно разнообразными. В позднем ордовике выделяются пояса экваториального, тропического, субтропического, умеренного и нивального типов климата. Экваториальные равномерно-влажные условия существовали в Европейской части России, на Урале, в Западной Сибири, Центральном Казахстане, Забайкалье, в центральных областях Северной Америки, на юге Канады, в Гренландии. В начале позднего ордовика сильно похолодало. В субтропических областях среднегодовые температуры снизились на 10—15°, а в тропических — на 3—5°. Южный полюс в это время находился на возвышенной суше Гондваны, в пределах которой возникли обширные материковые ледники. Во второй половине силурийского периода в высоких широтах климат вновь стал умеренно тёплым, близким к субтропическому. К раннему карбону на планете стал господствовать тропический и экваториальный климат. На Урале среднегодовые температуры составляли 22—24 °C, в Закавказье — 25—27 °C, в Северной Америке — 25—30 °C. Аридный тропический климат преобладал в центральных частях Евро-Азиатского и Северо-Американского континентов, а также в пределах Южной Америки, Северной Африки и Северо-Западной Австралии. Преимущественно в Евразии, Северной Америке и в пределах Гондваны господствовали влажные тропические условия. Более умеренный климат существовал на Сибирском континенте и на юге Гондваны.
Увеличение объёма растительной биомассы на континентах привело к усиленному фотосинтезу с интенсивным потреблением углекислого газа (с двукратным уменьшением его содержания в атмосфере) и выделением кислорода в атмосферу. В результате образования большого суперконтинента Пангеи на больших пространствах временно прекратилось осадкообразование и ограничилась связь экваториальных морских бассейнов с полярными. Эти процессы привели к наступлению похолодания, с более низкой средней температурой, резко выраженной климатической зональностью и значительной разницей температуры между экватором и полюсами. В результате в позднем карбоне и ранней перми мощный ледниковый щит покрывал Антарктиду, Австралию, Индию, южные части Африки и Южной Америки. Суша на Южном полюсе начала играть роль глобального холодильника. В северном полярном бассейне температура воды понизилась и вероятно, как и существующий ныне Северный Ледовитый океан, на какое-то время покрывался льдом. Ледниковый покров существовал сравнительно недолго, периодически отступая. В межледниковые эпохи климат становился умеренным. Таким образом, в позднем карбоне и ранней перми происходило становление многих ландшафтно-климатических зон и климатических поясов, известных в настоящее время, и стала ярко выражена климатическая зональность. На земной поверхности выделились экваториальный, два тропических, два субтропических, два умеренных пояса с различными режимами увлажнения. К концу перми влажный прохладный климат сменился более тёплым, в районах с умеренными условиями, стали преобладать субтропические, сильно расширились пояса тропического и экваториального климата. Средние температуры тропических морей составляли 20—26 °C.
Флора и фауна
Жизнь в морях и пресных водоёмах