Природа Южных материков

Природа Южных материков зарождалась и на ранних стадиях развивалась тогда, когда эти континенты были единым блоком земной коры в составе Гондваны. Разделение произошло в мезо-кайнозойское время, когда уже появились цветковые двудольные растения и млекопитающие. Подтверждением этому служат некоторые общие для разных материков элементы органического мира. Так, до 12% родов растений встречаются как в Неотропическом (Южная Америка), так и в Палеотропическом (Африка) царствах. В растительности Южных материков есть элементы древней флоры: древовидные папоротники, саговниковые из голосемянных на всех трех континентах, гигантские хвощи в Южной Америке. Эти группы растений появились еще в палеозое, а в мезозойское время были широко распространены и занимали заметное место в растительности суши. На юго-западе Африки встречается своеобразное растение вельвичия. Оно относится к реликтовой группе так называемых покровосемянных или оболочкосемянных.

Низкоорганизованные группы млекопитающих сохранились в фауне только Южных материков — это однопроходные (клоачные) — в Австралии, сумчатые — в Австралии и Южной Америке, неполнозубые — в Южной Америке, примитивные насекомоядные — на Мадагаскаре.

Общие элементы природы свидетельствуют о том, что Южные материки окончательно потеряли связи между собой сравнительно недавно. Так, замиевые (из саговников) распространены в Африке и Южной Америке, протейные — в Южной Африке и Австралии, равеналия («дерево путешественников» ) — в Гвиане и на Мадагаскаре. В южных районах Австралии и Южной Америки растут южные буки (Nothofagus).

Природа частей Гондваны после ее раскола развивался по-разному, поэтому состав флоры и фауны на Южных материках существенно различается.

Африка имела и имеет в Северном полушарии широкие связи с Евразией. Здесь идет активный обмен элементами флоры и фауны. Это объясняет большое видовое разнообразие и сравнительно малую степень эндемизма природы северной половины материка. В пределах этой территории неоднократно сменялись ксеротермические и плювиальные эпохи, что, возможно, также способствовало увеличению разнообразия видов растений и животных. В составе флоры и фауны южной части материка больше эндемичных групп, а самый своеобразный органический мир сформировался на Мадагаскаре, давно отколовшемся от континента.

Южная Америка существует сейчас более или менее изолированно. Обмен видами возможен с Северной Америкой и в недавнем прошлом — с Антарктидой в западной (горной) части материка. Восточная половина развивалась более автономно, и это сказалось на большей степени эндемизма во флоре и фауне.

Австралия с конца мезозоя была относительно мало связана с другими континентами. Лишь на юго-востоке прослеживается общность с Антарктическим флористическим царством, а на северо-востоке флора имеет некоторое сходство с азиатской: здесь есть связь с Юго-Восточной Азией через острова Малайского архипелага. Западная и восточная части материка длительное время были разобщены (сначала морем, а затем пустынными ландшафтами), что еще больше увеличило степень эндемизма в видовом составе органического мира.

В районах влажных тропиков на Южных Тропических материках органический мир развивался с конца мезозоя в более или менее стабильных условиях, что обеспечило непрерывность развития органического мира этих регионов. Современная флора влажных и переменно влажных тропиков Африки, Южной Америки и Австралии унаследована непосредственно от так называемой третичной флоры, которая сформировалась в палеоген-неогеновое время. Этому есть много доказательств.

История формирования природы Южных материков

Докембрийский этап

Согласно концепции новой глобальной тектоники 570-600 млн. лет назад путем сложных, не до конца объясненных геологической наукой процессов был сформирован единый крупный блок континентальной земной коры — суперматерик Гондвана, выделившийся из состава Пангеи-1 в конце протерозоя. В то время в его пределах господствовал платформенный тектонический режим.

К концу протерозоя складчатые структуры докембрийского возраста, по-видимому, уже прошли стадию пенепленизации. Разные части Гондваны испытывали вертикальные восходящие или нисходящие движения. В прогибах еще в протерозое началось накопление осадочного чехла. Осадочный чехол протерозойского возраста известен в ряде районов всех четырех Южных материков. Местами его мощность достигает десятков тысяч метров. Так, в Южной Африке, в районе Трансвааля залегает двадцатикилометровая толща протерозойских конгломератов, содержащих золото и урановые руды. В Гвианском и Бразильском нагорьях Южной Америки породы докембрийского осадочного чехла представлены красноцветными обломочными толщами с прослоями базальтовых лав, слагающими останцовые водораздельные массивы. Широко распространены мощные многокилометровые слабо метаморфизированные терригенные, морские (в том числе карбонатные) и вулканогенные горные породы протерозойского чехла в Западной, Северной и Центральной Австралии, где они местами содержат богатые залежи железных руд (например в синеклизах Кимберли и Каннинг). Докембрийский осадочный чехол есть, по многим данным, и в пределах синеклиз Антарктической платформы.

Палеозойский этап

В конце протерозоя — начале палеозоя на территории Гондваны в основном уже определилось расположение главных структурных элементов платформ: областей преимущественного поднятия и прогибания земной коры.

В Южной Америке обособились Гвиано-Бразильский мега-щит на севере и Пампа-Патагонская плита на юге материка. Несколько позже, в начале палеозоя, между Гвианской и Бразильской частями поднятия заложилась Амазонская синеклиза, а в пределах Бразильского щита образовались западный и восточный выступы, разделенные субмеридиональным прогибом Парнаиба-Сан-Франсиску. С начала палеозоя существует и обширная синеклиза Параны к югу от Бразильских щитов.

Северная часть Африки определилась с конца докембрия как зона преимущественного опускания и осадконакопления (Сахарская плита) а южная и восточная части Африканской платформы испытывали в постпротерозойское время на больших пространствах в основном восходящие движения.

Граница между так называемой Высокой (Южной и Восточной) и Низкой (Северной) Африкой проходит примерно по линии от устья р. Кунене до северного края Эфиопского нагорья. Эту границу проводят и по-другому, например от Гвинейского залива к Аденскому. Северная часть материка лежит в среднем на более низком гипсометрическом уровне, чем южная и восточная. Обусловлено это тектоническими движениями, которые в основном сохраняют свои тенденции на протяжении длительного времени. Внутриконтинентальные прогибы (синеклизы Конго, Калахари и Карру) образовались на территории Высокой Африки лишь в позднем палеозое. Земная кора прогибалась и в подвижной Капской области, которая в то время, по-видимому, была частью Андийско-Антарктико-Австралийского геосинклинального пояса. Во впадинах на протяжении палеозоя отлагались мощные толщи континентальных и морских осадков, в том числе и Капская формация (система), которая формировалась с силура до нижнего карбона и достигает трехкилометровой мощности.

Зона тектонических поднятий на территории современной Австралии приурочена к юго-западной части материка, а на севере и востоке преобладали нисходящие движения. Ось преимущественных поднятий проходит примерно по 120° в. д.

В палеозойской эре Гондвана в целом существовала как приподнятый платформенный массив, поэтому преобладают терригенные осадки того времени. В середине палеозоя (начиная с карбона) в эпоху герцинского орогенеза произошло общее поднятие Гондваны.

На западе суперконтинента образовалась зона взаимодействия континентальной Южно-Американской и океанических плит Тихого океана (Южно-тихоокеанской и Наска).

Было положено начало созданию складчатых структур Андийского подвижного пояса. Подобные процессы прошли и на востоке Гондваны в районе современной Восточно-Австралийской горной системы и прилегающих к ней с запада эпипалеозойских платформенных участков. Возникшие горные барьеры вызвали перестройку атмосферной циркуляции. Кроме того, согласно мобилистским моделям реконструкции строения земной коры, во второй половине палеозоя Гондвана оказалась в районе Южного полюса Земли. Общее поднятие, возникновение горных барьеров, изолировавших в той или иной степени внутренние части континента от влияния океанов, положение в высоких широтах — все эти факторы способствовали началу так называемого великого оледенения Гондваны. Некоторые следы ледникового рельефа находят и сейчас на всех Южных материках и в Индостане. Древние морены — тиллиты, переслаивающиеся с песчано-глинистыми породами и конгломератами водно-ледникового происхождения, играют существенную роль в осадочной толще позднепалеозойского возраста. Ледниковые и водно-ледниковые отложения верхнего карбона — нижней перми хорошо изучены в тектонических впадинах Южной Африки, где они составляют нижний отдел серии Двейка (Двайка). Насчитывают не менее пяти стадий оледенения, разделенных межледниковьями. Реконструкции выявили распространение ледникового покрова до 45-50° ю. ш. того времени. По происхождению, площади, границам растекания льда и сложности истории развития это оледенение сопоставимо с плейстоценовыми оледенениями Северных материков.

После конца оледенения в пермском периоде почти на всей территории Гондваны установились климатические условия, напоминающие современные климаты умеренных широт Евразии и Северной Америки.

Во впадинах происходило накопление континентальных (озерных и речных) осадков. Пышный расцвет растительности способствовал образованию в них прослоев каменного угля. В пермских отложениях на всех четырех Южных материках наблюдается однотипная флора, что подтверждает их существование в составе единого суперконтинента. Мощные угленосные толщи этого возраста геологи объединяют с серией Двейка в формацию Карру. В одноименной синеклизе Южной Африки эта формация достигает мощности 6000 метров.

В Капской области и на большей части Атласской системы на рубеже палеозоя и мезозоя прошли складкообразовательные процессы, и была заложена складчатая основа этих горных стран.

Мезозойский этап

Рубеж перми и триаса — очень важный этап развития земной коры в пределах Гондваны. Тогда, на границе между эрами, началась, по-видимому, активизация движения материковых плит. Это вызвало отделение Гондваны от Лавразии, с которой она была спаяна на предыдущем геологическом этапе, а затем и раскол самого южного суперконтинента.

По разломам, заложившимся в триасе, происходили мощные излияния базальтовых лав и формировались трапповые покровы в синеклизе Параны, на северо-западе, юге и востоке Африки. При этом продолжалось общее поднятие материковых блоков. Процессы денудации вырабатывали поверхности выравнивания, играющие немаловажную роль в современном рельефе.

Наиболее активный период распада Гондваны приходится на юрский период. Тогда начиналось формирование впадин Индийского океана, а затем и Атлантического океана. Южные материки постепенно разошлись, но еще долгое время они оставались спаянными в отдельных своих частях. Раздвигание крупных блоков земной коры по разломам сопровождалось интенсивной вулканической деятельностью.

В краевых зонах на западе Африки, востоке Южной Америки и в Антарктиде на границе юрского и мелового периодов происходили особенно мощные излияния щелочных базальтов. Базальтовые покровы, например в районе синеклизы Параны, перекрыли площадь около миллиона квадратных километров. В Южной Африке вулканическая деятельность проявилась и в образовании трубок взрыва — кимберлитовых трубок, содержащих алмазы и гранаты.

В это время началось оформление очертаний будущих материков.

На их окраины наступало море, оставив морские осадки на северо-западе Австралии и на восточных побережьях Южной Америки и Африки. Морские трансгрессии охватили в конце мезозоя весь север Африки. На щитах древних платформ происходили поднятия. Денудация выработала новые поверхности выравнивания, фрагменты которых сохранились в современном рельефе.

Кайнозойский этап

Полный распад Гондваны произошел на рубеже мезозоя и кайнозоя. С этого времени природа каждого из Южных материков начала самостоятельное развитие в более или менее изолированных условиях, хотя межконтинентальные связи еще сохранились: Австралия была соединена своей юго-восточной частью с Антарктидой, и, вполне возможно, Африка на северо-западе — с Южной Америкой.

В конце мелового периода и в палеогене, в эпоху альпийского орогенеза, проходил этап интенсивного складкообразования и омоложения более древнего горного рельефа.

На западе Южной Америки воздвиглись высокие цепи Андийской системы, которые на юге соединялись с Антарктическим горным поясом, а на севере — с Карибско-Антильской складчатой зоной. Процессы горообразования сопровождались разломами и активизацией вулканической деятельности, продолжавшейся в течение всего неогена.

В неогене восходящие движения в Андах захватили и прилегающие части платформ. Возникли поднятия Прекордильер и Пампийских Сьерр. В западной части Андийской горной системы тектонические подвижки по разломам привели к погружению приокеанической части складчатых структур, в то время как соседние зоны поднялись на большую высоту. В районах платформенных щитов на фоне общего поднятия происходили активные процессы расчленения поверхности посредством глубинной эрозии.

В кайнозое разломная тектоника охватила и Африканский континент.

Трещинные излияния базальтовых лав происходили в сводовых поднятиях Эфиопии, Мадагаскара, массива Тибести.

В неогене в результате активных горообразовательных процессов в Альпийском подвижном поясе с севера к более древним (главным образом герцинским) структурам присоединились альпийские складчатые зоны Атласской системы.

В это время оформились также и рифтовые разломы Красного моря, Суэцкого и Аденского заливов, Эритрейской и Западной рифтовых зон Восточной Африки.

Вдоль этих гигантских трещин земной коры происходили излияния кислых и щелочных лав, шли дифференцированные блоковые подвижки, поднимались горстовые массивы и формировались грабены.

Система рифтовых разломов тянется примерно на 5000 км от Малой Азии до долины р. Лимпопо. Позднее трещинные излияния сменились формированием вулканических аппаратов центрального типа — Килиманджаро, Кении, Меру, Камеруна и др.

К концу неогена Африка приняла современные очертания. Внутренние котловины испытали нисходящие движения. В них образовались обширные озерные водоемы. Погружение окраин повлекло за собой понижение базиса эрозии и вызвало усиление эрозионной деятельности рек.

В Австралии на границе мезозоя и кайнозоя происходили нисходящие движения в синеклизах к западу от Восточно-Австралийского эпипалеозойского орогенного пояса.

Морями были залиты впадины залива Карпентария, Большого Артезианского Бассейна, бассейна р. Муррея и вновь образованная синеклиза Юкла на юге материка.

Приподнятые восточная и западная части континента оказались разобщенными.

Антарктида примерно в это же время отделилась от Австралии и немного позднее — от Южной Америки. В результате материк, занимавший уже тогда положение, близкое к современному, оказался полностью изолированным от других участков суши.

Над сплошным водным пространством, окружающим материк, формируется барическая депрессия. В результате теплый воздух из низких широт почти не проникает к антарктическим берегам. Циркумполярное дрейфовое течение Западных Ветров, перехватывает воды теплых течений и не дает им подойти к берегам Антарктиды. Неотектонические движения сформировали в районе Южного полюса единый крупный приподнятый участок суши, получающий мало тепла. Данные бурения и пыльцевого анализа свидетельствуют о том, что в предшествующее время оледенения на материке не было, хотя он и тогда был расположен в высоких широтах. До возникновения ледового покрова в Антарктиде росли леса, включающие элементы так называемой антарктической флоры. Типичные ее представители — южные буки, фицройя из кипарисовых — сохранились в Южных Андах, юго-восточной Австралии, на субантарктических островах.

В антропогене продолжались активные тектонические движения, главным образом в пределах орогенных поясов.

В Австралии на месте пенепленизированных складчатых сооружений палеозойского возраста поднялись возрожденные горы. Блоковые подвижки сопровождались излияниями базальтовых лав, образующих покровы на юго-востоке континента. Тасмания отделилась от Австралии в результате погружений палеозойских структур на месте Бассова пролива.

С этого времени шли интенсивные горообразовательные движения в Тихоокеанском подвижном поясе, и в переходной зоне на западе Тихого океана образовались островные дуги. Между Австралией и Евразией расширилась площадь суши, появились новые острова, отмели, береговые косы. На востоке этих материков происходил интенсивный обмен элементами органического мира. Вполне вероятно, что таким путем проник в Австралию и человек.

Активные движения продолжались в антропогене и в Андийской системе Южной Америки. Рыхлые продукты разрушения поднимающихся гор накапливались в предгорных и межгорных впадинах. С поднятием выше границы хионосферы на хребтах развивалось мощное горное оледенение.

На холодном юге материка ледники спускались и на равнины. Моренные отложения прослеживаются до самого подножия гор, а на юге и до Атлантического океана. На тихоокеанском побережье сформировался фьордовый тип берегов. На восточных склонах Андийских хребтов образовалась система троговых долин и ледниковых озер.

Подвижки в Андийской горной стране продолжаются до настоящего времени. Здесь есть проявления современного вулканизма и бывают землетрясения, нередко катастрофические. Анды считаются одним из самых тектонически активных районов Земли.

На территории Африки в плейстоцене тектоническая, в том числе и вулканическая деятельность несколько уменьшилась. Лишь на востоке материка в пределах рифтовых разломов проявления вулканизма известны до настоящего времени.

В платформенных областях и в антропогене продолжались медленные эпейрогенические движения. Постепенно формировались современная орографическая структура и основные формы рельефа Южных материков.

В течение всего плейстоцена на всех Южных материках неоднократно сменялись плювиальные и ксеротермические эпохи. По некоторым данным можно проследить синхронную связь этих смен с развитием оледенения в Северном полушарии.

От плювиальных эпох остались мощные гидроморфные красноцветные коры выветривания, которые на обширных территориях слагают поверхность территории Южных материков, в том числе и в современных аридных зонах. Наследие времен влажного климата — сухие русла рек и ручьев в пустынных районах Африки (вади или уэдды) и Австралии (крики) и озерные котловины, высохшие или заболоченные, а иногда и с остаточными озерами (например Чад в Африке, Эйр в Австралии и др.).

В конце плейстоцена растаяли гигантские ледники в Евразии и Северной Америке, поднялся уровень Мирового океана. Окончательно сформировалась береговая линия Южных материков. Образовались обширные лагуны, эстуарии в устьях рек, фьорды на месте троговых долин. Уменьшилась площадь островной суши к северу от Австралии, и этот материк оказался окончательно изолированным от всех других континентов.

Так сформировались современные очертания Южных материков и основные черты их природы.

Биогеографическое районирование

В результате всех особенностей формирования и развития сложились определенные центры возникновения и распространения растений и животных, откуда они расселялись в подходящие для себя экологические условия, нередко видоизменяясь и приспосабливаясь к новой окружающей среде. Так сложились их своеобразные группировки в разных регионах материков.

Территория Южных материков относится к ряду флористических царств: Неотропическому (тропические районы Южной Америки), Палеотропическому (территория Африки южнее Сахары до границы с Капской областью), Капскому (южная оконечность Африки), Австралийскому (вся Австралия).

Северные районы Африки объединяют вместе со сходными с ними по флористическому составу регионами Евразии в Голарктическое царство. Внетропический юг Южной Америки относят к Антарктическому царству.

Неотропическое царство обладает самым большим разнообразием видов и высокой степенью эндемизма.

Эндемизм здесь проявляется часто на уровне семейств: бромелиевые, настурциевые, канновые, кактусовые и некоторые другие семейства практически не встречаются в других царствах. Лишь на западном побережье Африки есть по одному виду из кактусовых и бромелиевых, что подтверждает существование в прошлом связи между континентами. В пределах Неотропиков есть несколько центров видообразования и распространения растений. Так, родина кактусовых — Бразильское нагорье, откуда они расселились по континенту и проникли в Центральную Америку, образовав еще один (вторичный) центр на Мексиканском нагорье.

Палеотропическое царство не столь богато и разнообразно по флористическому составу. Здесь много общих элементов с флорой тропической Азии.

Есть и эндемичные растения, но, как правило, это отдельные виды широко распространенных в тропиках родов и семейств, например многие виды пальм, бананов, баобаб из бомбаксовых и др.

Голарктическое царство имеет еще больше видов растений и животных, общих с Евразией, потому что формировалось, развивалось и сейчас тесно связано со средиземноморскими, переднеазиатскими и аравийскими районами. Для Голарктики в пределах Африки характерны ксерофитные тропические и субтропические растительные сообщества.

Капское царство весьма своеобразно по флористическому составу. Здесь на небольшой территории исключительно разнообразен видовой состав: насчитывается до 14 тыс. видов растений, из которых около 6 тыс. эндемичны.

Свойственны только этому царству около 700 родов. Капская флора имеет реликтовый характер. Она сохранилась, по-видимому, с тех пор, когда южная оконечность Африки была сушей, соединенной с юго-западом Австралии и, возможно, с Антарктидой. В растительности Капского царства и Юго-Западной Австралии много общих элементов.

Значительное количество эндемичных видов (до 75%) в растительности Мадагаскара.

Австралийское царство имеет флору островного характера. В целом, на материке из 12 тыс. видов растений около 75% — эндемики

Эндемизм в Австралии часто выражен на уровне семейств. Только на этом континенте и соседних с ним островах растут представители семейства казуариновых — цветковых растений, внешне похожих на хвойные. Все виды рода эвкалиптов из широко распространенного на Земле семейства миртовых — обитатели Австралии и соседней с ней Новой Гвинеи. Особенно большим своеобразием отличается флора юго-запада материка (доля эндемичных видов — до 82%). Длительная изолированность этой подобласти от восточных районов материка привела к тому, что флористический состав растительности здесь имеет мало общего с другими регионами Австралии, но сохранились черты сходства с Южной Африкой. На востоке материка много общих видов с Юго-Восточной Азией (в северных районах) и есть элементы антарктической флоры (на юге).

Антарктическое (Голантарктическое) царство — к нему относят Антарктиду вместе с внетропическими районами Южной Америки. Элементы этой флоры сохранились на Южноамериканском материке и проникают в южные районы Австралии, а также на острова Антарктики.

По специфическим признакам животного мира Южную Америку относят к Неотропической фаунистической области, Африку к югу от Сахары — к Палеотропической (эфиопской), к северу — к Голарктической, Австралию выделяют в самостоятельную область.

Австралийская область наиболее своеобразна по составу фауны. Здесь почти нет высших млекопитающих, но есть целый эндемичный отряд этого класса — однопроходные (клоачные), исключительно богато представлены сумчатые. Они занимают почти все экологические ниши. В этой области множество своеобразных семейств птиц (райские птицы, лирохвосты и др.).

В Неотропической области тоже есть эндемичный отряд млекопитающих — неполнозубые (муравьеды, броненосцы и ленивцы). Эндемичны несколько отрядов птиц (гоацины, тинаму), многие роды и виды грызунов, рукокрылых, прижатое. Характерны широконосые обезьяны.

Палеотропическая область отличается огромным разнообразием копытных, среди которых есть эндемичные семейства, например бегемоты и жирафы. Распространены узконосые обезьяны, в том числе человекообразные — шимпанзе и гориллы. Считают, что эта область была центром формирования и распространения млекопитающих. Здесь обитает примерно 1/4 всех видов этого класса. Особенно разнообразны грызуны, рукокрылые, хищные, парнокопытные и приматы. Высока степень видового эндемизма (около 90%) среди насекомоядных, грызунов, парнокопытных, а приматы представлены эндемичными видами па 94%. Особенно своеобразна древняя фауна Мадагаскара, который вместе с прилегающими островами часто выделяют в отдельную Мадагаскарскую фаунистическую область. Здесь сохранились самые примитивные из высших млекопитающих — тенреки, много нелетающих птиц. Разнообразны полуобезьяны (лемуры). Мадагаскар иногда даже называют Лемурией.

В Голарктической области сосредоточены, главным образом, животные пустынь и полупустынь: грызуны (песчанки), некоторые антилопы и хищные. Здесь много родов, общих с Евразией: из гиеновых, виверровых, собачьих, полорогих и др. Как правило, они представлены особыми африканскими видами, но некоторые из них обитают как в Северной Африке, так и в Евразии, например полосатая гиена, обыкновенные генетта и шакал.

В соответствии с современными природными условиями в распространении биотических компонентов географической оболочки проявляется закон зональности. Зональная структура Южных Тропических материков имеет много сходных черт. Самые большие площади в их пределах (около 90% территории) занимают зоны экваториально-тропических поясок В Австралии ими заняты 75% материка, в Южной Америке — 81%, а в Африке — 96%. Это зоны влажных экваториальных и тропических лесов и переменно или сезонно влажных тропических лесов, саванн, редколесий и тропических пустынь. Растительность и почвенный покров каждой зоны имеют много общих черт в пределах всех трех материков.