Przeszłość ziemi zapisana w skałach

Aby prawidłowo odczytać historię zapisaną na skalnych kartach, potrzebujemy świadectw, które pozwolą nam je właściwie ponumerować. Bardzo dobrze do tego celu nadają się skamieniałości – szczątki roślin i zwierząt zachowane w skałach. Przez miliony lat zmieniały się warunki na Ziemi, a wraz z nim żyjące rośliny i zwierzęta. Najbardziej użyteczne dla datowania skał są skamieniałości zwierząt bezkręgowych wytwarzające twarde skorupy i pancerze oraz – w przypadku młodszych skał szczątki kręgowców. Twarde części szkieletowe mają znacznie większe szanse na zachowanie się w stanie kopalnym niż miękkie tkanki. Do najbardziej znanych skamieniałości należą szczątki mięczaków i innych opatrzonych skorupami bezkręgowców morskich. Także organizmy jednokomórkowe, tak małe, że widać je tylko pod mikroskopem, mogą wytwarzać twarde skorupki. Skały, które zawierają szczątki tych samych organizmów, tworzyły się prawdopodobnie w tym samym czasie.

Skamieniałości to szczątki dawnych roślin i zwierząt oraz ślady ich działalności. Tylko nieliczne organizmy mogą skamienieć. Ich szczątki mogą zostać zjedzone przez padlinożerców albo ulec rozkładowi pod wpływem działania grzybów i bakterii. Twarde elementy, takie jak muszle czy kości, mają większe szanse na przetrwanie. Niezwykle ważnym czynnikiem sprzyjającym powstawaniu skamieniałości jest szybkie grzebanie szczątków w osadach, jeszcze zanim zostaną rozłożone. Zaraz po szybkim pogrzebaniu martwego organizmu w mule albo piasku nad jego szczątkami gromadzą się kolejne warstwy osadu. Osad odcina dostęp powietrza do szczątków i tym samym chroni je przed rozkładem. W ciągu milionów lat osad przekształca się w skałę pod wpływem ciśnienia wyżej leżących skał. Woda przesiąkająca przez osad zawiera rozpuszczone substancje mineralne, które pozostają wiążąc osad i przyczyniają się do jego stwardnienia. Często minerały krystalizują się także w obrębie szczątków, wypełniając ich puste przestrzenie, a nawet zastępując substancje budujące kości bądź muszli. Tak powstaje skanieniałość.

Metody określania wieku względnego skały:
- metoda stratygraficzna – polega na ustaleniu wieku skał na podstawie ich wzajemnego położenia (tylko na obszarach spokojnych tektonicznie)
- metoda petrograficzna – polega na odtwarzaniu wydarzeń w dziejach Ziemi na podstawie rodzaju skał
- metoda geomorfologiczna – polega na odtwarzaniu wydarzeń w dziejach Ziemi na podstawie rzeźby terenu
- metoda paleontologiczna – polega na określeniu wieku skal na podstawie zawartych w nich skamieniałości, szczególnie skamieniałości przewodnich
- metoda tektoniczna – polega na określaniu wydarzeń na podstawie niezgodności w układach warstw skalnych

Metody określania wieku bezwzględnego:
- metoda radiometryczna – oparta na rozpadzie pierwiastków promieniotwórczych; okres połowiczego rozpadu uranu wynosi ok. 4,5 miliarda lat, a izotopu węgla C-14 5570 lat

Tylko skały osadowe zawierają skamieniałości. Dla pozostałych typów skał potrzebujemy innego rodzaju świadectw. Skały magmowe (ogniowe) możemy datować za pomocą metod radiometrycznych. Najprostszymi składnikami chemicznymi w przyrodzie są pierwiastki np.: żelazo czy tlen. Pierwiastki zbudowane są z atomów. Niektóre z nich (atomy macierzyste) są nietrwałe i zmieniają się na drodze rozpadu radioaktywnego w inne, trwałe atomy (atomy potomne). Nietrwałe atomy nazywamy izotopami promieniotwórczymi (radioaktywnymi), gdyż ich rozpadom towarzyszy promieniowanie.
Rozpad izotopów promieniotwórczych zachodzi ze stałą, właściwością dla każdego izotopu prędkością. Jeżeli znamy tę prędkość oraz obecny stosunek atomów macierzystych do potomnych w skale, możemy ustalić jej wiek.

Za pomocą metod radioaktywnych datujemy nie tyle samą skałę, co zawarte w niej minerały.
Wiek najstarszych skał obecnie występujących na Ziemi szacuje się na blisko około 4 mld lat. Przypuszcza się że skały te utworzyły się z osadów powstałych z niszczenia innych, jeszcze wcześniej od nich uformowanych skał. Tak więc, badając występujące obecnie skały nie możemy bezpośrednio się dowiedzieć, jaki jest wiek Ziemi.
Naukowcy uważają, że Ziemia, Księżyc oraz meteoryty, tworzyły się w tym samym czasie. Zarówno meteoryty jak i najstarsze skały księżycowe mają około 4,6 mld lat.

Jednymi z najlepiej zachowanych skamieniałości są owady i inne drobne stworzenia uwięzione w bursztynie. Bursztyn jest skamieniałą żywicą drzew iglastych rosnących przed milionami lat. Owady przyklejały się do kropli żywicy, a następne krople oblewały ciała owadów, chroniąc ich szczątki przed rozkładem. Z biegiem czasu żywica twardniała utrwalając delikatną budowę owadów i pająków. Ich tkanki bywają tak dobrze zachowane, że możliwe nawet jest wydobycie i zbadanie zawartego w nich materiału genetycznego ( DNA ).

Doskonały stan zachowania cechuje również skamieniałości współwystępujących z pokładami węgla kamiennego. Węgiel kamienny to twarda, czarna skała, utworzona głównie z pierwiastków węgla, którego źródłem są szczątki dawnych roślin. Węgiel powstawał w bagnistych puszczach. Obszary bagnisk węglowych były czasami zalewane wodami rzecznymi lub morskimi, niosącymi duże ilości osadu. Z tych osadów powstawały mułowce i łupki, które dzisiaj przewarstwiają się z pokładami węgla. Liście i pnie roślin węglowych zachowane są obecnie w postaci pokładów węgla, bądź jako cienkie, czarne błonki na powierzchni warstw łupków. Niekiedy po roślinach tych pozostawały tylko odciski. Skały łupkowe łatwo rozszczepiają się na płytki, których powierzchni często można znaleźć ociski liści roślin, głównie paproci.

Jeszcze bardziej godne uwagi skamieniałości, zachowane nieraz z delikatnymi szczegółami budowy, występują w tzw. bułach węglowych. Buły powstawały w lasach węglowych nawiedzanych przez wody morskie, z obtoczonych przez fale kawałków torfu, przesyconych następnie zawartymi w wodzie solami wapnia.

Nawet w sytuacji gdy po zwierzęciu nie pozostają żadne szczątki, mogą zachować się ślady jego działalności życiowej. Czasami są to odciski stóp na piasku, które zostały wypełnione przez muł i w ten sposób utrwalone. Morskie bezkręgowce poruszając się, ryjąc nory albo żerując pozostawiają w osadach mnóstwo różnorodnych śladów. Ślady te mówią nam nie tylko o obecności tych zwierząt, lecz także o ich trybie życia i sposobach poruszania się.
Skamieniałe odchody także zaliczamy do skamieniałości. Mogą w nich przetrwać resztki pokarmów spożywanych przez zwierzę.

Zapis kopalny czyli dzieje życia zapisane w skamieniałościach ukazują zmiany różnorodności i złożoności form życia. Czasem udaje się prześledzić stopniowe zmiany budowy ciała poszczególnych grup zwierząt, co pozwala zrozumieć jak powstawały nowe grupy. Zapis kopalny ukazuje pojawienie się wielu nowych gatunków i zanikanie starych. Niektóre grupy zwierząt zmieniały się bardzo szybko. Skamieniałości organizmów należących do takich szybko ewoluujących grup można wykorzystywać do datowania skał. Nazywane są one skamieniałościami przewodnimi.
Zapis kopalny poprzerywany jest wieloma nieciągłościami. Tam gdzie żyły „brakujące” zwierzęta mogły nie odkładać się osady, albo skały osadowe z tymi skamieniałościami zostały zmienione nie do poznania w toku procesów górotwórczych lub zniszczone przez erozję. Innym powodem niepełnego zapisu jest brak twardych części szkieletowych , które łatwo ulegają fosylizacji ( skamienieniu ).

Jedną z podstawowych zasad obowiązująch w geologii jest zasada aktualizmu geologicznego. Według niej czynniki fizyczne i chemiczne działające na skorupę ziemską były w przeszłości takie same jak obecnie i wywoływały te same procesy geologiczne. Obserwując więc np.: powstawanie współczesnych osadów morskich , rzecznych czy pustynnych, można w przybliżeniu określić warunki i sposób powstawania osadów kopalnych. Znając chrakter współczesnych osadów lodowcowych można ustalić zasięg dawnych zlodowaceń. Zasada ta została sformułowana pod koniec XVIII wieku przez J.Huttona i uzasadniona przez Ch. Lyella w 1830 roku.

Dzieje Ziemi podzielono na ery i okresy. Granice tych jednostek stratygraficznych
( czasu geologicznego ) odpowiadają wyraźnym zmianom klimatu oraz organizmów kopalnych.

OPIS ER

Prekambr

Archaik - W tym czasie kształtowała się skorupa ziemska i atmosfera. Życie na Ziemi powstało w zbiornikach wodnych i jest wynikiem ewolucji materii, z której zbudowana była pierwotna skorupa ziemska, atmosfera i hydrosfera, zachodzącej pod wpływem potężnych i różnorodnych źródeł energii (m. in. ciepło Ziemi, wyładowania atmosferyczne, promieniowanie kosmiczne). Utwory archaiku to gł. skały metamorficzne — gnejsy, łupki krystaliczne, kwarcyty. W archaiku miały miejsce potężne ruchy górotwórcze, doprowadziły one do sfałdowania i metamorfizacji skał. Ruchom tym towarzyszyły wielkie intruzje granitów. W skałach archaicznych nie stwierdzono dotychczas żadnych szczątków organicznych.

Proterozoik – Powiększające się bloki kontynentalne w wyniku ruchu płyt litosfery przemieszczały się, a pod koniec prekambru połączyły się na krótko w jeden kontynent zwany Pangeą. W prekambrze powstawały różnorodne skały osadowe, głównie okruchowe: zlepieńce, piaskowce, szarogłazy, łupki ilaste. W zbiornikach morskich, w wyniku działalności sinic tworzyły się wapienie i dolomity. najstarsze ślady życia, zachowane jako skamieniałości i trudne do interpretacji to pojedyncze komórki utożsamiane z bakteriami i sinicami (Procaryota), stwierdzone w skałach o wieku 3,8 mld lat. Różnicowały się one powoli przez cały prekambr. Niektóre z nich miały zdolność do budowania struktur wapiennych w postaci mat i słupów z cienkimi warstewkami przyrostowymi. Struktury te, zwane stromatolitami, są stosunkowo liczne w prekambrze, a znane są też współcześnie. Najstarsze z nich mają wiek około 3,5 mld lat i pochodzą z rejonu Pilbara w północno-zachodniej Australii; częściej są one natomiast spotykane w skałach proterozoiku wszystkich kontynentów (masowy rozwój formacji stromatolitowych rozpoczął się ok. 2,8 mld lat temu i trwał niemal do końca proterozoiku, tj. do ok. 0,6 mld lat temu).

Około 1,5 mld lat temu pojawiły się pierwsze Eucaryota - organizmy o komórkach zawierających jądro i organelle. Miały one kulisty kształt i często liczne wyrostki na powierzchni. Były to najprawdopodobniej organizmy planktoniczne. Nazwano je akritarchami.

Około 700 mln lat temu w zbiornikach wodnych wyodrębniły się na drodze ewolucji pierwsze organizmy tkankowe. Za najciekawsze i najważniejsze stanowisko kopalnych organizmów tkankowych uważa się rejon Ediacara w południowej Australii, od nazwy którego pochodzi nazwa tych organizmów, zwanych fauną z Ediacara. W grubej formacji piaskowców występuje kilka poziomów ze szczególnie licznymi i dobrze zachowanymi skamieniałościami. Opisano stamtąd formy meduzopodobne, zbliżone do koralowców ośmiopromiennych, przodków pierścienic i stawonogów.

Bujny i gwałtowny rozwój życia organicznego pod koniec eonu proterozoicznego związany jest prawdopodobnie ze zwiększeniem się ilości tlenu w atmosferze ziemskiej. O ile w środkowej części eonu archaicznego było zaledwie około 0,1% tlenu, to około 700 mln lat temu jego zawartość wzrosła do około 1%. Wolny tlen w atmosferze pojawił się w wyniku działalności glonów zdolnych do fotosyntezy (a tym samym i do produkcji tlenu), a atmosfera zmieniała stopniowo swój charakter z redukcyjnego na utleniający.

Paleozoik

Kambr – w tym okresie powstaje superkontynent Gondwana na równiku i cztery mniejsze kontynenty, odpowiedniki Europy, Syberii, Chin i Ameryki Północnej a w płytkich morzach wielkie rafy stromatolitowe. Na lądzie postępuje gwałtowna erozja co powoduje dostawanie się do mórz dużej ilości osadu. Typowymi osadami kambryjskimi są wapienie oraz piaskowce i łupki pochodzenia morskiego. Kontynent Pangea, który istniał u schyłku proterozoiku, rozpadł się jeszcze w najwyższym prekambrze na bloki zmieniające stopniowo swe pozycje geograficzne, z których największym była. Pomiędzy kontynentem Baltica a kontynentem Laurencja znajdował się powiększający się ocean Iapetus. Mikrokontynenty wchodzące dzisiaj w skład Syberii oddzielone były od Baltiki Oceanem Uralskim. Między Gondwaną a grupą kontynentów znajdujących się dzisiaj na półkuli północnej rozciągał się szeroki ocean — Prototetyda.

Rośnie zawartość tlenu w powietrzu. Pod koniec trwania Kambru następuje zlodowacenie które powoduje spadek poziomu mórz.

Nastąpiło gwałtowne przyspieszenie ewolucyjne i pojawiły się wszystkie typy zwierząt bezkręgowych. Kambr jest pierwszym okresem w historii Ziemi o bogato rozwiniętym i silnie zróżnicowanym świecie organicznym. Żyjące w tym okresie zwierzęta bezkręgowe miały zdolność wytwarzania pancerzy, szkieletów, skorupek, muszli i innych elementów twardych, dzięki którym wiele z nich zachowało się jako skamieniałości. Masowe pojawienie się licznych grup organizmów w kambrze nazywane jest ewolucyjną eksplozją kambryjską. W środkowej części kambru dolnego pojawiły się trylobity - stawonogi, będące najważniejszymi skamieniałościami przewodnimi kambru.
Ze zwierząt jednokomórkowych znane są otwornice zlepieńcowate żyjące na dnie mórz. Niewielkie znaczenie stratygraficzne mają gąbki; ważną rolę skałotwórczą i jako skamieniałości przewodnie odgrywają archeocjaty o szkielecie wapiennym, zarówno osobnicze jak i kolonijne, żyjące tylko w dolnym i środkowym kambrze. Jamochłony reprezentowane są przez rzadko występujące korale denkowe. Spotyka się też, szczególnie w skałach dolnokambryjskich, ślady żerowania pierścienic, albo ślady ich zamieszkiwania, które niekiedy mają znaczenie przewodnie. Licznie występują ramienionogi, głównie bezzawiasowe o skorupkach fosforanowych czy chitynowych, rzadziej (w młodszym kambrze) zawiasowe o skorupkach zbudowanych z węglanu wapnia. Z mięczaków pewne znaczenie stratygraficzne mają jednotarczowce, a największe - hyolity, ślimaki. Największe znaczenie stratygraficzne jako skamieniałości przewodnie mają stawonogi, a wśród nich pierwszoplanową rolę odgrywają trylobity, będące w kambrze bardzo zróżnicowaną grupą zwierząt. Wyznaczają one doskonale poziomy biostratygraficzne, prowincje zoogeograficzne; są wskaźnikami temperatury wód morskich. W skałach (głównie okruchowych) zachowanych jest wiele śladów żerowania, poruszania się i spoczynku trylobitów.

Przedstawiciele szkarłupni odgrywają podrzędną rolę. Spotyka się przedstawicieli cystoidów oraz liliowców. Świat roślin reprezentowany jest przede wszystkim przez glony. Regionalne znaczenie stratygraficzne mają akritarchy - grupa skamieniałości uważanych za cysty jednokomórkowych organizmów morskich lub morskich glonów.

Ordowik – Rozmieszczenie lądów i mórz w ordowiku nie uległo zasadniczym zmianom w porównaniu z kambrem. Baltica była nadal oddzielona od Laurencji oceanem Iapetus. Gondwana przemieszczała się stopniowo przez rejon bieguna południowego, czego efektem był wielki rozwój lądolodów na obszarze dzisiejszej Sahary. Powstawanie i topnienie czaszy lodowej spowodowało eustatyczne ruchy poziomu oceanu światowego. Pod koniec tego okresu zlodowacenie które wystąpiło spowodowało spadek poziomu wód.

Świat organiczny ordowiku jest kontynuacją ewolucji typów i gromad kambryjskich (m. in. trylobitów i ramienionogów) i szybkiego różnicowania się nowych grup, m. in. graptolitów i korali czteropromiennych. Zwierzęta jednokomórkowe reprezentują otwornice aglutynujące oraz radiolarie nie mające jednak większego znaczenia stratygraficznego. Zwierzęta tkankowe są silnie zróżnicowane i reprezentowane przez wiele osobników. Dość często spotykane są gąbki, głównie o szkielecie krzemionkowym, ale są to organizmy konserwatywne i przez to ich znaczenie stratygraficzne jest niewielkie. Jamochłony rozwijają się intensywnie i mają znaczenie nie tylko stratygraficzne, ale i skałotwórcze. Występują korale czteropromienne i korale denkowe.

Ramienionogi, ulegają szybkim zmianom ewolucyjnym a ich znaczenie stratygraficzne jest duże; niekiedy ich skamieniałości występują w wielkich nagromadzeniach (np. piaskowce obolusowe). W dolnym ordowiku liczne są ramienionogi bezzawiasowe, szczególnie w facjach piaszczystych. W wyższej części okresu częściej występują ramienionogi zawiasowe, o skorupkach zbudowanych z węglanu wapnia. Mięczaki występują powszechnie, ale ich znaczenie stratygraficzne jest niewielkie. Małże reprezentują rodzaje długowieczne, ślimaki. Głowonogi reprezentowane są przez łodzikowate, osiągające niekiedy wielkość kilku metrów.

Wśród stawonogów ważne znaczenie jako skamieniałości przewodnie mają trylobity, które w ordowiku podlegały szybkiej ewolucji. Z innych stawonogów liczne są małżoraczki. Szkarłupnie rozwijają się bujnie, ale ich znaczenie stratygraficzne jest niewielkie. Znaczenie skałotwórcze mają liliowce, wchodzące niekiedy w skład wapieni krynoidowych. Największe znaczenie stratygraficzne mają graptolity, należące do typu półstrunowców, z których wiele ma zasięg ogólnoświatowy. W dolnym ordowiku przeważają graptolity wielogałązkowe, dendroidy. W wyższej części okresu ilość gałązek ulega stopniowej redukcji i znaczenia nabierają graptolity właściwe.
Znaczenie przewodnie mają konodonty zwierzęta o niezbyt jasnej pozycji stratygraficznej, należące do strunowców (być może do kręgowców). Ze strunowców pojawiają się przedstawiciele bezszczękowców.

Świat roślinny, podobnie jak w kambrze reprezentowany jest przez morskie glony, które niekiedy mają znaczenie skałotwórcze, budując wapienie stromatolitowe.

Sylur - w rozmieszczeniu kontynentów i oceanów zaszły w sylurze zasadnicze zmiany w porównaniu z ordowikiem. W trakcie okresu trwały znaczne przemieszczenia kontynentów, zbliżenie się do siebie niektórych z nich, aż do ich kolizji, skutkiem których było powstanie łańcuchów górskich. Na początku syluru Baltica i Laurencja były jeszcze rozdzielone oceanem Iapetus Likwidacja tego oceanu spowodowała kolizję obu kontynentów. Baltica wraz z Laurencja utworzyły jeden ląd — Euroamerykę. W wyniku kolizji mniejszych płyt powiększył się kontynent syberyjski i utworzyły się kaledońskie pasma dzisiejszej środkowej Azji. W wyniku zbliżania się tego kontynentu i kontynentu kazaskiego do Baltiki, Ocean Uralski stopniowo zwężał się. Między Gondwaną a kontynentami półkuli północnej rozciągał się ocean Paleotetyda. Wskutek ruchu Gondwany, południowo-zachodnia Afryka znalazła się na biegunie południowym. Tam też powstawały lodowce kontynentalne. Tworzeniu nowych pasm górskich towarzyszył ożywiony wulkanizm. Kończyło się zlodowacenie – poziom mórz się podnosił, a klimat łagodniał.

Świat organiczny w sylurze, stanowiąc kontynuację świata ordowiku, był złożony i podlegał dalszemu rozwojowi i różnicowaniu. Największe znaczenie jako skamieniałości przewodnie mają graptolity, trylobity, ramienionogi, korale, głowonogi, małże i konodonty. Pod koniec okresu pojawiły się licznie wieloraki, kręgowce morskie, a także pierwsze lądowe rośliny naczyniowe.

Otwornice są liczne, ale mają niewielkie znaczenie. Są to formy o skorupkach zlepieńcowatych. Liczne są gąbki krzemionkowe, nie mające jednak znaczenia stratygraficznego.
Ważną rolę stratygraficzną i skałotwórczą odgrywają rozwijające się bardzo bujnie jamochłony. Znane są stułbiopławy, liczne korale czteropromienne, zarówno osobnicze, jak i kolonijne, budujące rafy, oraz korale denkowe, przeżywające wówczas szczyt rozwoju. Licznie występują mszywioły, lecz ich znaczenie stratygraficzne jest niewielkie.
Ramienionogi są liczne i mają duże znaczenie stratygraficzne wiodące są ramienionogi zawiasowe. Bogato reprezentowane w stanie kopalnym są mięczaki. Małże są liczne, ale długowieczne, stąd też ich znaczenie stratygraficzne jest małe, podobnie jak i ślimaków; lokalnie masowo pojawiają się tentakulity, z których wiele jest ważnymi skamieniałościami przewodnimi. Liczne są głowonogi, mające niekiedy znaczenie skałotwórcze.

Ze stawonogów często w stanie kopalnym występują trylobity, ale ich znaczenie stratygraficzne jest już mniejsze niż w ordowiku. Ważnymi skamieniałościami przewodnimi są też małżoraczki. W górnym sylurze znaczny rozwój osiągnęły staroraki osiągające duże rozmiary . Ze szkarłupni bardzo intensywnie rozwijają się liliowce, które mają znaczenie skałotwórcze. Ponadto spotyka się przedstawicieli cystoidów, rozgwiazd i wężowideł.

Największe znaczenie jako skamieniałości przewodnie mają należące do półstrunowców graptolity, których kolonie ulegają uproszczeniom do pojedynczej gałązki. Najpowszechniejsze są rodzaje o tekach umieszczonych z jednej strony gałązki.

Znaczenie stratygraficzne mają również konodonty, które występują głównie w skałach węglanowych. Wśród strunowców występują bezszczękowce, a także ryby pancerne. W zbiornikach wodnych żyły liczne glony, spotykane często w obrębie raf wapiennych, a także stromatolity, które tworzyły niekiedy wapienie stromatolitowe.

W późnym sylurze pojawiły się pierwsze rośliny naczyniowe, do których stosuje się historyczną już nazwę flora psylofitowa. Charakteryzują się one małymi rozmiarami i prostą budową, która przejawia się w dychotomicznym rozgałęzianiu się łodyg i braku liści. Ta grupa roślin miała zdolność przystosowywania się do zmiennych warunków środowiska oraz potrafiła zasiedlić zbiorniki słodkowodne, a później obszary lądowe.

Dewon - orogeneza kaledońska spowodowała wielkie zmiany w paleogeografii całego globu. W dewonie istnieją duże bloki kontynentalne rozdzielone zbiornikami o charakterze oceanicznym: euroamerykański, gondwański, kazachski, chiński i syberyjski. Blok syberyjski oddzielony był od euroamerykańskiego Oceanem Uralskim. Między Gondwaną a kontynentami półkuli północnej rozciągała się Paleotetyda. Największy obszar zajmował jednak Paleopacyfik. Na blokach o skorupie kontynentalnej znajdowały się w wielu rejonach płytkie, epikontynentalne zbiorniki morskie. Grupa kontynentów północnych położona była w strefie międzyzwrotnikowej. Erozja powstających gór powodowała warstw czerownych piaskowców i rozległych delt. Pod koniec okresu spadł poziom mórz. Klimat uległ ociepleniu i zaostrzeniu – okresy ulewnych deszczy przeplatały się z suszą a rozległe tereny pustynniały.

W dewonie świat organiczny zmienił się w porównaniu ze starszym paleozoikiem i nastąpiło dalsze różnicowanie się fauny i flory. Miejsce wygasłych bezkręgowców zajmują nowe grupy bezkręgowców. Powstały nowe grupy zwierząt i roślin o dużym znaczeniu jako skamieniałości przewodnie, a także o dużym znaczeniu skałotwórczym. Następuje rozkwit kręgowców morskich i lądowych oraz roślin lądowych.

Wśród pierwotniaków dominowały otwornice, wśród których pojawili się pierwsi przedstawiciele o skorupkach wapiennych. Radiolarie mają niewielkie znaczenie stratygraficzne, choć ich szkielety mają niekiedy znaczenie skałotwórcze. Gąbki nie odgrywają dużej roli. Szczyt rozwoju osiągają gąbki krzemionkowe. Pojawiają się pierwsze gąbki wapienne, które, podobnie jak gąbki krzemionkowe, żyły w płytkich morzach. Znaczenie mają stromatoporoidy. Bujnie rozwijają się jamochłony, które mają duże znaczenie skałotwórcze, szczególnie stułbiopławy i koralowce kolonijne, zwłaszcza w środkowym dewonie. Liczne są też koralowce denkowe.

Bardzo rozpowszechnione były ramienionogi. Szczególnie liczne były spiryfery, a także terebratule, które osiągają duże rozmiary i mają masywne skorupki. Mięczaki mają zróżnicowane znaczenie. Małże są częste, ale mają niewielkie znaczenie, podobnie jak ślimaki. Wiodącą role odgrywały głowonogi zarówno łodzikowate, jak i amonitowate, które pojawiły się po raz pierwszy. Amonitowate mają duże znaczenie stratygraficzne, szczególnie w górnym dewonie. Najważniejszymi grupami amonitowatych były goniatyty i klymenie), które są bardzo dobrymi skamieniałościami przewodnimi. Goniatyty osiągnęły szczyt rozwojowy w famenie, a wymarły z końcem permu, dając początek ceratytom i amonitom właściwym. Klymenie, różniące się od goniatytów linią przegrodową, położeniem syfonu i charakterem skręcenia muszli wymierają bezpotomnie na przełomie dewonu i karbonu. Ważne znaczenie stratygraficzne mają też tentakulity, które we wczesnym i środkowym dewonie osiągnęły szczyt ewolucyjny i wymarły na przełomie franu i famenu.
Stawonogi reprezentowane są przede wszystkim przez trylobity, które są ważną grupą zwierząt dewońskich, jednak stopniowo zaczynające tracić na znaczeniu. Ważną grupą stawonogów były również małżoraczki, które w dewonie osiągnęły szczyt paleozoicznego rozwoju. Pojawiły się owady bezskrzydłe.

Szkarłupnie reprezentowane są głównie przez liliowce i mają niekiedy znaczenie skałotwórcze. Inne gromady mają niewielkie znaczenie.

We wczesnym dewonie wymierają graptolity właściwe. Występują natomiast, choć rzadko, dendroidy, które przeżyły do karbonu. Bardzo rozpowszechnioną grupą, mającą wielkie znaczenie stratygraficzne, zwłaszcza w facjach wapiennych, są konodonty.

W dewonie nastąpił znaczny postęp w ewolucji kręgowców. Wśród ryb powszechnie występują przedstawiciele bezszczękowców i ryb pancernych, które przeżywają swój szczyt rozwojowy. Wśród ryb kostnoszkieletowych pojawiły się trzonopłetwe i dwudyszne; żyły one początkowo w morzach, a później również w wodach słodkich. Niektóre z nich osiągały wielkość kilku metrów. W dewonie środkowym pojawiły się ryby chrzęstnoszkieletowe. Największym wydarzeniem w rozwoju fauny dewońskiej było wyjście zwierząt na ląd (poprzedzone opanowaniem lądów przez rośliny) i pojawienie się płazów, które po raz pierwszy odkryto w osadach górnego dewonu Grenlandii. Są to Ichtyostega i Eopterum, należące do labiryntodontów.

Pojawienie się lądowych zwierząt, zarówno bezkręgowców, jak i kręgowców, poprzedziło pojawienie się na lądzie mszaków, flory psylofitowej (znanej już z syluru) oraz widłakowatych, zarówno jednozarodnikowych, jak i różnozarodnikowych następnie paproci i skrzypów oraz paproci nasiennych (są to pierwsze rośliny nagonasienne). Rośliny te były ciągle związane z wodami, porastając tereny wzdłuż brzegów rzek i jezior oraz bagniska. Osiągały one stopniowo coraz większe rozmiary. Ich obecność stworzyła ponadto warunki do rozwoju innych zwierząt lądowych, dla których rośliny te były pokarmem.

W późnym dewonie następuje nagły, wielki kryzys świata organicznego, w wyniku którego wymiera znaczna część populacji zwierząt i roślin. Masowo wymierały organizmy z wszystkich ważnych grup morskich bezkręgowców, a niektóre grupy wymarły całkowicie. Przyczyny kryzysu nie są dostatecznie jasne.

Karbon - układ bloków kontynentalnych w karbonie ulegał stopniowym zmianom. Początkowo przypominał on sytuację ze schyłku dewonu. Później nastąpiły zasadnicze zmiany w rozmieszczeniu kontynentów. Euroameryka zaczęła się zbliżać do Gondwany i w końcu się z nią zderzyła. Utworzył się wielki ląd, od którego oddzielony był jeszcze kontynent syberyjski. Ocean Uralski uległ już jednak znacznemu zwężeniu. W okresie karbońskim występowały liczne fazy orogenezy hercyńskiej, której największe nasilenie przypada na pogranicze karbonu dolnego i górnego. W związku z tą orogenezą w karbonie górnym nastąpiła wielka regresja morza. Na rozległych obszarach płytkich, ciepłych mórz i nadbrzeżnych mokradeł nastąpił rozwój bujnych tropikalnych puszcz węglowych, powodując zwiększenie zawartości tlenu w atmosferze. Z czasem klimat stał się surowszy i nastąpiły co najmniej dwa zlodowacenia. Typowymi utworami karbonu dolnego są wapienie lub piaskowce, zlepieńce i łupki ilaste, a karbonu górnego — osady piaskowców i łupków, z podkładkami węgla kamiennego.

W karbonie nastąpił dynamiczny rozwój roślin i zwierząt lądowych. Podstawowe znaczenie stratygraficzne mają jednak organizmy morskie, głównie bezkręgowce.
Z pierwotniaków znaczenie stratygraficzne i skałotwórcze, szczególnie dla karbonu Europy wschodniej, mają otwornice, osiągające rozmiary do 1 cm. Z jamochłonów najliczniej reprezentowane są koralowce czteropromienne, a w mniejszym stopniu denkowce. Mszywioły są dość rzadkie, ale mają niekiedy znaczenie skałotwórcze.

Ramienionogi mają duże znaczenie stratygraficzne, a niekiedy i skałotwórcze. Najbardziej charakterystycznymi grupami są produktusy, często gruboskorupowe i dużych rozmiarów oraz spiryfery. Mięczaki mają zróżnicowane znaczenie. Małże są liczne, ale podlegają powolnej ewolucji i dlatego ich znaczenie stratygraficzne jest niewielkie. Znane są rodzaje żyjące w morzach, a także formy słodkowodne. Ślimaki są liczne, ale są to również formy bardzo konserwatywne i dlatego nie odgrywają większej roli w stratygrafii. Bardzo duże znaczenie stratygraficzne mają amonitowate, a wśród nich goniatyty, które w późnym karbonie i wczesnym permie przeżywają szczyt rozwojowy. Łodzikowate są znacznie słabiej zróżnicowane.

Znaczenie stawonogów jest zróżnicowane, ale przeżywają one kryzys jako organizmy o znaczeniu stratygraficznym. W schyłkowej fazę rozwoju znajdowały się trylobity. Liczne w stanie kopalnym są natomiast małżoraczki, żyjące zarówno w wodach słonych jak i brakicznych. Liczne, choć pozbawione znaczenia stratygraficznego, są pajęczaki, a także owady, które opanowały środowisko powietrzne; niektóre z nich osiągały rozpiętość skrzydeł dochodzącą do 0,8 m. Rozkwit przeżywają również szkarłupnie, a największe zróżnicowanie osiągają liliowce. Ogromne znaczenie stratygraficzne mają konodonty.

W morzach, wodach słodkowodnych i na lądzie bujnie rozwijały się kręgowce. W wodach morskich i słodkich żyły ryby: powszechne zaś stały się ryby chrzęstnoszkieletowe, promieniopłetwe, trzonopłetwe i dwudyszne. Te ostatnie mogły żyć w okresowo wysychających zbiornikach na lądzie. Wśród kręgowców lądowych we wczesnym karbonie żyły wyłącznie płazy labiryntodonty. Był to okres ich silnego różnicowania, niektóre z nich osiągały znaczne rozmiary. Niektóre płazy prowadziły drapieżny tryb życia, a budowa ich ciała świadczy o dużej specjalizacji. Swym wyglądem zewnętrznym przypominały traszki, salamandry lub węże. W późnym karbonie pojawiły się pierwsze gady, które wywodziły się z grupy płazów zwanej antrakozaurami. Znaleziono ogniwo przejściowe między płazami a gadami. Jest to Seymouria zwierzę o długości około 0,5 m. Najstarszym znanym gadem jest Romeriscus, znaleziony w osadach górnego karbonu Nowej Szkocji. Później pojawiły się kotylozaury i pelykozaury o masywnej budowie ciała, lecz niewielkich rozmiarów.
Na lądach bujnie rozwijała się flora, która była kontynuacją dewońskiego świata roślinnego. Była to głównie roślinność bagienna, porastająca tereny podmokłe. Wszystkie gromady roślin uległy w karbonie ogromnemu zróżnicowaniu. Wiele roślin osiągało wielkie rozmiary, dochodząc do 40 m wysokości. Powszechne były mszaki, a widłaki i skrzypy przeżywały wówczas okres swego największego rozkwitu. Pod koniec karbonu pojawiły się pierwsze rośliny iglaste.

Widłaki miały często postać roślin drzewiastych i mogły dochodzić do 40 m wysokości i 2 m średnicy. W stanie kopalnym zachowały się też podziemne pędy lepidodendronów stigmaria. Obok nich rosły widłaki nasienne. Skrzypowe również osiągały dużą wysokość. Reprezentowane były zarówno przez formy krzaczaste, jak i drzewiaste. Ich przedstawiciele, zwani kalamitami miały do 20 m wysokości. Odciski ich pni i liści często zachowały się w stanie kopalnym. Obok nich żyły skrzypy nasienne. Najczęściej w stanie kopalnym spotyka się paprociowe, osiągające również znaczne rozmiary. Ich szczątki są dobrymi skamieniałościami przewodnimi. Żyją zarówno paprocie właściwe, jak i paprocie nasienne, z których w stanie kopalnym zachowały się głównie liście oraz spory.

W karbonie pojawiły się nagonasienne kordaity. Były to formy drzewiaste, które mogły osiągać do 40 m wysokości, z pękiem długich, lancetowatych liści na szczycie. Na niektórych obszarach stanowiły one główny składnik roślinności.

Flora karbońska wykazuje zróżnicowanie geograficzne. Na Gondwanie dominuje tzw. flora glossopterisowa, nazywana tak z uwagi na udział w niej paproci nasiennych o małych rozmiarach i odmiennym niż u paproci zarodnikowych unerwieniu liści. Była to flora zimnolubna. Inne zespoły paproci wskazują na klimat ciepły i wilgotny panujący na innych kontynentach, w tym na obszarze dzisiejszej Ameryki Północnej i Europy.
Pod koniec karbonu pojawiły się pierwsze drzewa szpilkowe, które mogły rosnąć na terenach bardziej suchych i wyniesionych.

Perm - w permie dobiegł końca proces formowania się Pangei. Kontynent syberyjski połączył się z Euroameryką. Spowodowało to całkowitą likwidację Oceanu Uralskiego. Pangea (II) otoczona była przez Paleopacyfik (Panthalassę), a jego zatoką o przebiegu równoleżnikowym była Tetyda. Pangea rozciągała się od bieguna północnego do bieguna południowego i w częściach podbiegunowych istniały lodowce kontynentalne. Połączenie Gondwany i Laurazji spowodowało wypiętrzenie licznych łańcuchów górskich. Superkontynent zaczął dryfować na północ co doprowadziło do stopnienia lodowców pokrywających Gondwanę i podniesienia poziomu mórz. W Laurazji rozrastały się gorące pustynie.

Świat organiczny permu stanowi kontynuację świata karbonu, jednakże w sposób mniej różnorodny, z uwagi na warunki klimatyczne i sedymentacyjne.
Świat organiczny permu zachowany w skałach jest ubogi w porównaniu ze skałami powstałymi w okresach wcześniejszych. Wynikało to zapewne na półkuli północnej z dużej powierzchni obszarów lądowych o gorącym, często pustynnym klimacie, oraz warunków salinarnych, panujących w płytkich morzach znajdujących się na blokach kontynentalnych, a na kontynentach południowych z dużego udziału lodowców.

Otwornice są liczne, szeroko rozpowszechnione, szczególnie w ciepłych i otwartych morzach i są ważne stratygraficznie, jednak z końcem okresu przeżywają silny kryzys. Koralowce wyraźnie tracą na znaczeniu. Żyją koralowce czteropromienne i denkowce. Obie te grupy wymierają jednak z końcem permu, pojawiają się natomiast koralowce sześciopromienne. Mszywioły są najczęstszymi skamieniałościami w cechsztynie Europy.

Ramienionogi są liczne i niektóre mają duże znaczenie stratygraficzne. Reprezentowane są przez te same grupy co w karbonie. Pod koniec permu ten typ zwierząt przeżywa poważny kryzys. Mięczaki mają zróżnicowane znaczenie, ale zazwyczaj znaczne. Częstymi skamieniałościami są małże, zarówno morskie, jak i słodkowodne. Mają one znaczenie zarówno stratygraficzne, jak i skałotwórcze. Liczne są ślimaki, lecz nie mają one znaczenia stratygraficznego. Wśród permskich głowonogów największe znaczenie stratygraficzne mają amonitowate goniatyty, choć ich ilość w porównaniu z karbonem zmniejszyła się. Pod koniec permu goniatyty wymierają, pojawiają się natomiast ceratyty. Łodzikowate stają się jeszcze mniej zróżnicowane niż w karbonie.

Stawonogi rozwijają się w sposób zróżnicowany. Trylobity są coraz rzadsze, a z końcem permu definitywnie wymierają. Pospolitymi morskimi stawonogami były natomiast małżoraczki i liścionogi, na lądzie zaś królowały owady. W facjach słodkowodnych niekiedy liczne są skorupiaki. Szkarłupnie były mniej liczne niż w karbonie, a najczęstsze wśród nich były liliowce. Rzadziej spotykane są blastoidy i jeżowce. Znaczenie stratygraficzne mają w dalszym ciągu konodonty.

Wśród ryb występowały znane już wcześniej chrzęstnoszkieletowe i kosntnoszkieletowe, a wśród nich promieniopłetwe. Płazy były liczne i zróżnicowane, a większość z nich to labiryntodonty. Były one jednak stopniowo wypierane przez gady m. in. przez drapieżne pelykozaury, a później gady ssakokształtne. Gady silnie się różnicują i modyfikują, a ich budowa ciała zmienia się od form masywnych do form o lżejszych szkieletach. Były to formy zarówno roślinożerne, jak i drapieżne, osiągające wielkość nawet do 3 m. Większość z nich żyła na lądach.

Flora permska początkowo podobna była do karbońskiej. Żyły mszaki, widłaki jednozarodnikowe i różnozarodnikowe, choć były one rzadsze niż w karbonie, widliczkowe. Powszechne były skrzypowe, a także paprociowe i paprocie nasienne. Kordaity występują rzadziej niż w karbonie. W późnym permie, kiedy nastąpiła zmiana klimatu na bardziej suchy skrzypowe i paprocie drzewiaste zostały zepchnięte na dalszy plan, a główną rolę odgrywały nagonasienne. Rozwijały się obficie rośliny szpilkowe, pojawiły się sagowce i miłorzębowe, będące zapowiedzią nowej flory charakterystycznej dla mezozoiku. Na Gondwanie panowała specyficzna flora glossopterisowa.

Na pograniczu permu i triasu nastąpił jeden z największych kryzysów świata organicznego w historii Ziemi. Wielkie wymieranie spowodowało wyginięcie całych gromad czy rzędów (np. trylobitów, koralowców czteropromiennych) i drastyczne zmniejszenie populacji wszystkich grup zwierzęcych.

Mezozoik

Trias - w rozkładzie bloków kontynentalnych i oceanów nie nastąpiły w triasie znaczne zmiany w porównaniu z permem. Pangea składała się z dwóch części: Laurazji, obejmującej Amerykę Północną, Europę i Syberię, oraz Gondwany, w której skład wchodziły kontynenty półkuli południowej wraz z Dekanem i innymi blokami wkomponowanymi dzisiaj w południowa Azję. Między nimi znajdował się klinowato wdzierający się w Pangeę Ocean Tetydy. Gondwana usunęła się z obszaru bieguna, co spowodowało zanik lądolodów. W triasie zaznaczyło się początkowe stadium rozpadu Pangei. Wewnątrz kontynentu tworzyły się ryfty kontynentalne, które stopniowo przekształcały się w ryfty oceaniczne, zapoczątkowujące ekspansję dna oceanicznego oraz oddalanie się od siebie fragmentów Pangei; dały one początek nowym oceanom Ziemi. Od północnej części lądu Gondwany zaczęły odrywać się bloki skorupy kontynentalnej, które następnie rozpoczęły ruch ku północy poprzez Ocean Tetydy. Zapoczątkowany też został proces stopniowego odrywania się Ameryki Północnej od Afryki. Poziom morza był niski. Przeważał klimat ciepły i coraz suchszy, prowadzący do powstania rozległych pustyń w głębi lądu. Jeziora parowały pozostawiając po sobie pokłady soli.

W świecie organicznym triasu nastąpiły istotne zmiany w porównaniu z permem. Po kryzysie permskim fauna i flora przybiera inny skład ilościowy i jakościowy.
Wśród pierwotniaków ważne znaczenie mają otwornice i radiolarie. Te ostatnie mają niekiedy znaczenie skałotwórcze, tworząc rogowce. Wśród gąbek, rzadko spotykanych w stanie kopalnym, największe znaczenie mają gąbki wapienne. Przełom nastąpił wśród koralowców pojawiła się nowa grupa koralowców sześciopromiennych, które żyją do dzisiaj. Mają one niekiedy znaczenie stratygraficzne i skałotwórcze, tworząc rafy.

Bardzo liczne były ramienionogi; reprezentują je zarówno formy znane z paleozoiku, jak i stanowiące wiekszość populacji formy nowoczesne należące do terebratulidów oraz rynchonellidów. Mięczaki miały zróżnicowane znaczenie. Ślimaki są dość częste, ale nie mają znaczenia stratygraficznego. Małże są bardzo liczne, silnie się różnicują i mają duże znaczenie zarówno skałotwórcze, jak i stratygraficzne. Głowonogi odradzają się po kryzysie i różnicują. Dość liczne są łodzikowate, rzadkie są belemnity. Największe znaczenie miały amonity. Należą do nich zarówno goniatyty, charakterystyczne dla triasu ceratyty, jak i amonity właściwe o różnie ornamentowanych muszlach. Pod koniec triasu amonity przeżywają silny kryzys i do jury przechodzi tylko jedna rodzina.

Istotną rolę skałotwórczą odgrywały szkarłupnie, reprezentowane przez nowe formy. Największe znaczenie miały liliowce i jeżowce. Dość częste były wężowidła i rozgwiazdy. Wśród stawonogów większą rolę geologiczną odgrywały tylko małżoraczki. Duże znaczenie stratygraficzne mają konodonty. Wymierają one jednak definitywnie w triasie środkowym.

Znaczne zmiany nastąpiły wśród kręgowców. W świecie ryb dominowały promieniopłetwe, częste też były ryby dwudyszne. Ryby występowały licznie zarówno w wodach słonych jak i słodkich. Nie mają one jednak praktycznego znaczenia w stratygrafii. Płazy rozwijają się i różnicują. Reprezentowane były one głównie przez płazy tarczogłowe, których szczątki mają pewne znaczenie w biostratygrafii formacji lądowych. Duże znaczenie miały gady, które miały bardzo dobre warunki środowiskowe i rozwijały się zarówno ilościowo, jak też jakościowo, przystosowując się do różnych środowisk. W morzach panują ichtiozaury o kształtach ciał ułatwiających pływanie. Liczne są krokodyle i żółwie, żyjące zarówno w wodach słodkich jak i słonych. Na lądach pojawiły się dinozaury panująca grupa kręgowców mezozoicznych. Są wśród nich zarówno formy roślinożerne, jak i drapieżne o zróżnicowanych rozmiarach i kształtach. Najstarsze szczątki dinozaurów, których długość wynosiła około 6,5 m zostały znalezione w osadach górnotriasowych w Tajlandii. Z osadów triasowych znana jest problematyczna skamieniałość uważana za praptaka Protoavis, a także pierwsze szczątki ssaków.

Flora rozwijała się bujnie zarówno w morzu, jak i na lądzie. W środowisku morskim duże znaczenie skałotwórcze i stratygraficzne miały glony. Flora lądowa wykazuje wiele związków z florą późnopermską i jest reprezentowana przez grupy roślin, które przeszły z paleozoiku. W utworach dolnego triasu szczątki flory są nieliczne, co wynika z suchego i gorącego klimatu, który nie dawał szans na zachowanie się szczątków w stanie kopalnym. Widłakowe tracą na znaczeniu; skrzypowe osiągają niekiedy wysokość do 15 m. Paprociowe mają charakter zarówno roślin zielnych, jak i drzewiastych i porastają podmokłe obszary na lądach. Na pierwszy plan wysuwają się rośliny nagonasienne. Rozwijają się dobrze paprocie nasienne, szpilkowe, a także nowe grupy przystosowane do klimatu bardziej suchego. Są to sagowce, które mają liście palmokształtne osadzone na wysokim pniu, benetyty, których pień był beczułkowaty. Pojawiają się też miłorzębowe o charakterystycznych trójkątnych liściach.

Jura - w jurze następuje dalszy rozpad Pangei (II), zapoczątkowany w triasie. Od Afryki zaczęła odrywać się Ameryka Południowa, zapoczątkowując powstawanie południowej części Oceanu Atlantyckiego, a całkowicie oderwał się od niej blok australijsko-antarktyczny, dzięki czemu zaczął poszerzać się Ocean Indyjski. Od Europy stopniowo zaczyna odrywać się Ameryka Północna i rozszerza się powoli północny Atlantyk. Ocean Tetydy rozszerza się znacznie. W północnej, brzeżnej strefie Oceanu Tetydy znajdują się łuki wyspowe i morza wewnętrzne, w obrębie istniejącej tu wielkiej strefy subdukcji. Do Azji dobijają bloki kontynentalne, odrywające się od gondwańskich wybrzeży Tetydy. Druga wielka strefa subdukcji istniała u zachodnich wybrzeży Ameryki Północnej i Ameryki Południowej, gdzie subdukcji ulegała oceaniczna skorupa Pacyfiku.
Klimat okresu można ogólnie scharakteryzować jako ciepły, na co wskazują szeroko rozprzestrzenione rafy koralowe. Na podstawie występowania w jurze dolnej pokładów węgla można wysunąć wniosek o znacznej wilgotności klimatu. W jurze górnej zaznaczają się dość wyraźnie strefy klimatyczne - borealna chłodna i alpejska ciepła.

Świat organiczny jury, zarówno zwierzęcy, jak i roślinny, był bardzo bogaty i urozmaicony. Wśród pierwotniaków znaczenie skałotwórcze, a częściowo stratygraficzne miały otwornice, kalpionelle i radiolarie. Otwornice są licznie reprezentowane, mają znaczenie stratygraficzne i skałotwórcze. Radiolarie i kalpionelle mają w zasadzie tylko znaczenie skałotwórcze (tylko pod koniec okresu jurajskiego kalpionelle są skamieniałościami przewodnimi) ich szkielety wchodzą w skład radiolarytów i wapieni. Silnie rozwinięte były gąbki o szkielecie krzemionkowym. Ich znaczenie skałotwórcze jest stosunkowo duże, gdyż krzemionka pochodząca z ich elementów szkieletowych gromadziła się w postaci krzemieni i czertów. Mniejsze znaczenie miały gąbki wapienne. Wśród jamochłonów największe znaczenie, przede wszystkim skałotwórcze (budowały rafy), miały koralowce. Są one również dobrym wskaźnikiem paleobatymetrii i paleotemperatury zbiorników morskich. Z pierścienic pospolite były wieloszczety. Stosunkowo liczne są mszywioły, ale ich znaczenie geologiczne jest niewielkie. Liczne były ramienionogi, ale mają one umiarkowane znaczenie stratygraficzne.

Największe znaczenie stratygraficzne mają mięczaki. Małże były bardzo liczne i silnie zróżnicowane, miały też duże znaczenie stratygraficzne i skałotwórcze. Większość ślimaków jurajskich, mających niewielkie znaczenie skałotwórcze i przewodnie, należy do przodoskrzelnych. Skamieniałości o największym znaczeniu stratygraficznym to amonity, które w jurze osiągnęły szczyt rozwojowy. Bardzo pospolite były również belemnity, mające również znaczenie stratygraficzne.

Wśród stawonogów największe znaczenie miały skorupiaki: liścionogi i małżoraczki, powszechne w wodach słodkich i brakicznych. Z innych stawonogów na uwagę zasługują pancerzowce i bardzo zróżnicowane owady, które jednak rzadko zachowują się w stanie kopalnym. Ze szkarłupni ważne znaczenie skałotwórcze i stratygraficzne mają liliowce i jeżowce. Rzadsze od nich są rozgwiazdy i wężowidła.

Najpospolitszą grupą kręgowców były ryby. Większość z nich to ryby chrzęstnoszkieletowe (żarłacze); ryby kostnoszkieletowe były mniej liczne. Płazy nie odgrywały istotnej roli, natomiast wielki rozkwit osiągnęły gady, które przystosowały się do bardzo różnorodnych środowisk.

Wśród gadów morskich liczne były drapieżne ichtiozaury i plezjozaury (dochodzące do 15 m długości) oraz krokodyle i żółwie. Na lądzie dominowały dinozaury. Gadziomiedniczne, osiągające największe rozmiary, były formami głównie roślinożernymi i silnie uzależnionymi od środowiska. Wśród ptasiomiednicznych występowały formy zarówno roślinożerne, jak i drapieżne Jurajskimi gadami latającymi, o budowie zbliżonej do budowy współczesnych nietoperzy, były Rhamphorhynchus i Pterodactylus. W osadach górnojurajskich Bawarii, w tzw. wapieniach litograficznych, znaleziono szczątki ptaków. Były one wielkości gołębia i miały wiele cech gadzich. Jurajskie ssaki to zwierzęta niewielkie, roślinożerne i owadożerne.

Bogaty był w jurze nie tylko świat zwierzęcy. Licznie występują sinice, budujące struktury biosedymentacyjne, jak onkoidy i stromatolity. W środowisku morskim liczne były glony, w tym glony złociste, wchodzące w skład jurajskich wapieni jako kokolity wapienne. Na lądzie utrzymują się i rozwijają grupy roślin znane już z triasu. Widłakowate reprezentowane są głównie przez formy zielne; formy drzewiaste są rzadkie. Często występują skrzypowe. Liczne są paprociowe. Doskonale rozwijają się rośliny nagonasienne. Liczne są paprocie nasienne, jak również sagowce, benetyty, miłorzębowe. Wśród roślin szpilkowych występują araukariowate, cisowate, cyprysowate, cypryśnikowate, sosnowate.

Kreda - w okresie kredy odbywały się ruchy górotwórcze kilku faz orogenezy alpejskiej. W kredzie górnej nastąpiła wielka transgresja morza zaznaczająca się niemal na całym świecie. Typowymi skałami kredy są: margle, wapienie, opoki, kreda pisząca oraz flisz.

W paleogeografii Ziemi nastąpiły w kredzie dalsze zmiany w porównaniu z jurą. Atlantyk rozszerzył się, Ameryka Południowa oderwała się od Afryki. Szerzej otworzył się Ocean Indyjski. Kontynentalne bloki: dekański, chiński, tarymski i irański wędrowały ku północy. Powiększanie się Oceanu Indyjskiego następowało kosztem stopniowej likwidacji Oceanu Tetydy, rozszerzanie zaś Atlantyku spowodowało zmniejszanie się Pacyfiku. Połączone były jeszcze ze sobą Australia z Antarktydą. Szybki ruch bloków kontynentalnych powodował deformacje fałdowe na krańcach płyty pacyficznej oraz na północnych brzegach Oceanu Tetydy. Duże obszary kontynentów pokryte były płytkimi morzami. Klimat początkowo ciepły i wilgotny uległ ochłodzeniu.

Świat organiczny kredy był zróżnicowany, zarówno w środowisku morskim, jak i lądowym. Z pierwotniaków ważne są wymoczki oraz otwornice, które mają znaczenie zarówno stratygraficzne, jak i skałotwórcze; te ostatnie wchodzą w skład kredy piszącej. Szczyt rozwoju osiągnęły gąbki o szkielecie krzemionkowym; z igieł tych gąbek zbudowane są spongiolity, a także wchodzą one w skład opok. Wśród jamochłonów znaczenie skałotwórcze miały koralowce kolonijne; formy osobnicze były rzadkie. Liczne są pierścienice. Częste są też mszywioły, mające znaczenie skałotwórcze (budują rafy mszywiołowe. Ramienionogi kontynuują linie rozwojową z poprzedniego okresu. Zwraca uwagę duża ilość osobników należących do tego samego rodzaju, przy zmniejszaniu się liczby rodzajów. Reprezentowane są one głównie przez terebratule i rynchonelle. Pod koniec kredy grupa ta przeżywa silny kryzys.

Największe znaczenie stratygraficzne mają mięczaki. Małże są liczne i mają duże znaczenie stratygraficzne. Liczne były ślimaki. Szczególne znaczenie miały amonity o muszlach bogato ornamentowanych, będące najlepszymi skamieniałościami przewodnimi. Są one również dobrymi wskaźnikami paleoklimatu. Wśród nich nastąpiła tendencja do rozkręcania muszli, do jej spiralnego skręcenia, do gigantyzmu i uproszczenia linii przegrodowej. Zjawiska te poprzedziły wymarcie amonitów, co nastąpiło z końcem okresu.
Ważną rolę odgrywały belemnity, które są ważnymi skamieniałościami przewodnimi. Ogromna ich większość wymarła z końcem okresu kredowego. Szkarłupnie są liczne, ale największe znaczenie mają jeżowce. Liliowce są mniej liczne.

W świecie ryb przeważały promieniopłetwe i żarłacze. Płazy spotyka się rzadko. Na lądzie panowały dinozaury. W morzach żyły ichtiozaury, mozazaury i plezjozaury. Liczne są krokodyle i żółwie. Powszechne były latające gady o rozpiętości skrzydeł dochodzącej do 8 m; obok nich żyły uzębione ptaki. Ssaki były niewielkie: głównie owadożerne i drapieżne torbacze i prymitywne łożyskowce, żyjące w cieniu gadów.

Flora kredowa była obfita i w dolnej części okresu jeszcze podobna do jurajskiej. Liczne są widłakowe, skrzypowe, paprociowe. Powszechne były nagonasienne, a wśród nich paprocie nasienne, miłorzębowe, sagowce, benetyty. Największe znaczenie miały rośliny szpilkowe, głównie araukariowate, cyprysowate, sosnowate i cisowate. We wczesnej kredzie pojawiły się też pierwsze rośliny okrytonasienne (m. in. buk, brzoza, grab, wierzba, topola, orzech, eukaliptus, platan, bluszcz) które w późnej kredzie osiągnęły przewagę w świecie roślin. Ich udział we florze lądowej wkrótce przekroczył połowę wszystkich roślin.

W końcu kredy nastąpił kryzys w świecie organicznym. Wymarły amonity i zdecydowana większość belemnitów oraz wielkie gady (dinozaury). Przyczyny tego wielkiego wymierania związane są najprawdopodobniej ze zmianami środowiska, wywołanymi upadkiem dużego ciała kosmicznego na Ziemię.

Kenozoik

Najmłodsza era w dziejach Ziemi. W kenozoiku ukształtował się obecny wygląd powierzchni Ziemi. Najbardziej znamienne cechy tej ery: największe nasilenie orogenezy alpejskiej (trzeciorzęd) oraz wielkie zlodowacenie obejmujące olbrzymie obszary kuli ziemskiej (czwartorzęd). Osady kenozoiku to m.in. flisz, wapienie numulitowe i serpulowe, piaskowce, iłowce, węgiel brun., złoża siarki, soli kamiennej, gipsu, osady lodowcowe.

Sama nazwa era kenozoiczna — oznacza erę nowego życia. W erze tej stopniowo rozwijały się nowe grupy organizmów coraz bardziej podobne do współczesnych. Po wielkim wymieraniu na granicy kredy i trzeciorzędu nastąpił intensywny rozwój ssaków, które opanowały całkowicie środowisko lądowe, oraz ptaków; pod koniec trzeciorzędu ok. 90% fauny przypominało formy współczesne. W czwartorzędzie w epoce lodowcowej występowały formy dla niej typowe, jak mamut, nosorożec. Najważniejszym faktem było pojawienie się człowieka. Po ustąpieniu zlodowaceń ostatecznie ukształtowała się fauna współczesna. Roślinność, podobna już do współczesnej, przeszła w ciągu kenozoiku (w związku ze zmianami warunków zewn.) liczne przeobrażenia. Doprowadziły one do wytworzenia się istniejących obecnie rodzajów i gatunków roślin, jak również do powstania obecnych zbiorowisk roślinnych oraz obszarów i państw florystycznych.

Trzeciorzęd - jest okresem wielkiego nasilenia orogenezy alpejskiej. Typowymi utworami trzeciorzędu są skały piaszczysto-ilaste, wapienie, gipsy, sól kamienna i sole potasowo-magnezowe, węgiel brunatny, siarka.

Rozkład kontynentów na kuli ziemskiej uległ w trzeciorzędzie dalszym zmianom. W paleogenie Australia oderwała się od Antarktydy, stopniowo rozszerzał się Atlantyk i Ocean Indyjski. Sukcesywnie zwężał się Ocean Tetydy, zmniejszał się również Pacyfik. Ruchy bloków kontynentalnych i całych płyt spowodowały w neogenie likwidację Oceanu Tetydy i powstanie śródziemnomorsko-himalajskiej strefy fałdowej. Pod koniec trzeciorzędu rozkład kontynentów był niemal identyczny jak dzisiaj. W miocenie nastąpiło oderwanie się bloku arabskiego od Afryki, a Grenlandii — od Ameryki Północnej. Na trzeciorzęd przypada maksimum górotwórczości alpejskiej. Złożony ruch płyt na południu Europy i Azji doprowadził do powstania alpejskich łańcuchów fałdowych. W strefie wokółpacyficznej ukształtował się łańcuch Andów i Kordylierów. Wśród alpejskich pasm fałdowych liczne są intruzje magmowe i skały wulkaniczne.

Dzieli się na 2 podokresy:
paleogen - wczesny podokres trzeciorzędu, trwający od ok. 65 do ok. 23 mln lat temu. W paleogenie odbywała się orogeneza alpejska — następowało fałdowanie i wypiętrzanie łańcuchów Alpidów. Osady paleogenu. to gł. flisz, także wapienie organogeniczne (np. numulitowe). Utwory paleogenu zawierają bogate złoża ropy naft., węgla brunatnego i soli kamiennej. Dzieli się na 3 epoki:
- paleocen
- eocen
- - oligocen
neogen- późny podokres trzeciorzędu, trwający od ok. 23 mln do ok. 1,8 mln lat temu. W neogenie odbywała się orogeneza alpejska — nastąpiło ostateczne wypiętrzenie łańcucha Alpidów. Typowymi utworami są gł. osady płytkowodne i lądowe: żwiry, piaski, iły, łupki ilaste, zawierające złoża węgla brunatnego, soli kamiennej, gipsu, siarki. Dzieli się na 2 epoki:
- miocen
- pliocen

Fauna i flora trzeciorzędu była niezwykle bogata i zróżnicowana. W trzeciorzędzie przeważały rośliny okrytozalążkowe (jak w górnej kredzie). W trzeciorzędzie starszym (paleogenie), występowały gat. obecnie przeważnie wymarłe. W trzeciorzędzie młodszym (neogenie) znaczny był udział gatunków obecnie żyjących. W paleogenie roślinność Europy była wybitnie podzwrotnikowa (z palmami) w neogenie podzwrotnikowo-umiarkowana. W trzeciorzędzie powstały wielkie złoża węgla brunatnego, utworzone ze szczątków roślinnych torfowisk leśnych i szuwarowych. W trzeciorzędzie nastąpił bujny rozwój ssaków, a ptaki już w dolnym trzeciorzędzie osiągnęły zróżnicowanie podobne do dzisiejszego. W morzach maksymalny rozwój osiągnęły otwornice zwierzęta numulitami (z ich szczątków — wapienie numulitowe), liczne były małże, ślimaki i koralowce rafotwórcze. Świat ryb był zbliżony do współczesnego, tak jak na lądzie świat owadów.

Czwartorzęd - Dzieli się na dwie epoki: wczesną — plejstocen (dyluwium, epoka lodowcowa) i późną — holocen (aluwium, epoka polodowcowa), obejmującą ostatnie 11 tys. lat. W plejstocenie klimat ulegał wielokrotnym wahaniom, kilka wielkich fal ochłodzeń ( glacjał) i ociepleń ( interglacjał) objęło glob ziemski czemu towarzyszyły znaczne wahania poziomu mórz. Osady czwartorzędu to gł.: gliny zwałowe, piaski, żwiry, iły wstęgowe ( warwy). W czwartorzędzie ukształtowały się współczesny zarysy mórz i ich stref przybrzeżnych (m.in. w holocenie powstało M. Bałtyckie) i rzeźba lądów. Czwartorzęd zadecydował o składzie górnej warstwy gruntów i gleb. W halocenie kontynenty zajmowały mniej więcej dzisiejsze położenie. Klimat wahał się od ciepłego do zimnego w skali tysięcy lat. Obecnie żyjemy w okresie cieplejszym. Wskutek topnienie wielkich lądolodów powoli podnosił się poziom mórz.

Świat organiczny na początku czwartorzędu był już bardzo zbliżony do współczesnego. Wśród organizmów morskich dużą rolę w stratygrafii odgrywają otwornice, mięczaki małże i ślimaki, wśród których wyróżnia się formy ciepłolubne i zimnolubne. Ślimaki występują często również w osadach lądowych.

Dla stratygrafii czwartorzędu duże znaczenie mają kręgowce. Rolę dominującą odgrywały ssaki. Z początkiem czwartorzędu pojawili się liczni przedstawiciele dwóch grup, szczególnie charakterystycznych dla czwartorzędu koni i słoni. Występowały zarówno ciepło- jak i zimnolubne nosorożce. Do tych ostatnich należał nosorożec włochaty, żyjący razem z mamutem. Ważną rolę odgrywały też jeleniowate i niedźwiedzie (m. in. niedźwiedź jaskiniowy) oraz drapieżne gryzonie.

W plejstocenie, kiedy wahania klimatyczne nie były jeszcze tak znaczne, dominowały w Europie formy ciepłolubne. Dopiero w plejstocenie, w okresach zimniejszych, pojawiała się fauna zimnolubna. Niekiedy formy ciepło- i zimnolubne żyły obok siebie.

Z końcem plejstocenu, w miarę ocieplania się klimatu na półkuli północnej, formy zimnolubne zaczęły zanikać. Jednak przyczyna ich całkowitego wyginięcia na zimnych do dzisiaj obszarach tundry, pozostaje nadal zagadką.

Jednym z najważniejszych wydarzeń w dziejach świata organicznego czwartorzędu jest, zapoczątkowany jeszcze w trzeciorzędzie, rozwój naczelnych i wyodrębnienie się z nich człowieka.

W oligocenie z naczelnych wyodrębniła się linia człowiekowatych. Pierwsze formy były naziemnymi małpami stepowymi, prowadzącymi wędrowny tryb życia. We wczesnym miocenie pojawiły się pierwsze formy o postawie pionowej. Cecha ta została ukształtowana z końcem pliocenu i od tej pory ewolucja zachodziła głównie w kierunku rozwoju mózgu.

Pierwszymi człowiekowatymi, które miały zdecydowanie ludzkie cechy, były australopiteki. Ich szczątki są dobrze znane ze wschodniej Afryki. Ich prymitywnym przedstawicielem był Zinjanthropus z pogranicza pliocenu i czwartorzędu. Blisko z nim spokrewniony był Paranthropus, którego szczątki znaleziono w południowej Afryce. We wczesnym plejstocenie od australopiteków wyodrębnił się Homo habilis (człowiek zdolny), który posługiwał się narzędziami. Od niego pochodzą formy przedneandertalskie między innymi Homo erectus i Homo ergaster (znalezisko Homo ergaster w Gruzji, liczące ok. 1,7 mln lat jest najstarszym znaleziskiem człowieka poza Afryką), a także i boczna linia reprezentowana przez Pithecanthropus i Sinanthropus. Przed ostatnim zlodowaceniem z form przedneandertalskich wyodrębniła się forma człowieka z Neandertalu Homo neandertalensis oraz człowiek z Heidelbergu Homo heidelbergensis. Jednocześnie na obszarze Azji i Afryki, około 200 tys. lat temu, wyodrębnili się przedstawiciele współczesnych Homo sapiens, którzy napłynęli do Europy po wycofaniu się lądolodu. Wyparli oni neandertalczyków i heidelbergeńczyków, których przedstawiciele wyginęli lub zmieszali się z formami napływowymi.
W migracji człowieka wielką rolę odegrała Beringia dawny pomost lądowy między pn.-wsch. Azją a pn.-zach. Ameryką Pn., powstający w czasie zlodowaceń plejstoceńskich wskutek obniżania się poziomu Oceanu Światowego. Obszar lądowy stanowiły duże fragmenty dzisiejszych mórz szelfowych: Morza Beringa i Morza Czukockiego. Ląd był płaski, płynęły po nim liczne rzeki biorące początek z gór Alaski i Czukotki. Istnienie Beringii sprzyjało migracji fauny i flory między Azją a Ameryką. Przez ten obszar przeniknął też do Ameryki Północnej ówczesny człowiek. Beringia przestała istnieć w końcu plejstocenu, ok. 12 tys. lat temu, gdy topnienie lądolodów spowodowało podniesienie się poziomu Oceanu Światowego.

W świecie roślinnym czwartorzędu nie pojawiło się wiele nowych gatunków w porównaniu z trzeciorzędem. Zmieniał się natomiast skład flory poszczególnych obszarów w związku ze zmianami klimatycznymi. Roślinność z okresów lodowcowych zachowała się na niektórych obszarach jako relikty (np. na obszarze Tatr Dryas octopetala dębik ośmiopłatkowy).