Кіріспе

Палеозой дәуірінің төртінші кезеңі 419–359 миллион жыл бұрын – геологиялық кезең.

Девон (/d//ɪ//ˈv//oʊ//n//i//.//ən//, /d//ɛ// /dəˈvoʊniːən/) – фанерозой эонындағы Палеозой дәуірінің геологиялық кезеңі және жүйесі. 60,3 миллион жылға созылған бұл кезең алдыңғы Силур дәуірінің соңынан басталып, 419 миллион жыл бұрын (млн ж.), келесі Карбон дәуірінің басталуымен аяқталады. Бұл кезеңге аты Оңтүстік-Батыс Англиядағы Девон аймағынан берілген, мұнда осы кезеңге жататын тау жыныстары алғаш зерттелген. Девон кезеңінде құрлықтағы тіршіліктің маңызды эволюциялық таралуы болды. Бұл кезде спора арқылы көбейетін құрлық өсімдіктері (птеридофиттер) құрлық бетін жауып, кең көлемді көмірлі ормандарды құрай бастады. Девонның ортасына қарай тамырлы өсімдіктердің бірнеше тобы жапырақтар мен нағыз тамырларды дамытты, ал кезеңнің соңында тұқым беретін алғашқы өсімдіктер (птеридосперматофиттер) пайда болды. Силур дәуірінде басталган бұл қарқынды эволюция және отарлау процесі Силур-девон құрлық революциясы деп аталады. Ертедегі құрлық жануарлары, негізінен мириаподтар, арахнидтер және гексаподтар сияқты буынтұқымдылар, кем дегенде Ордовик дәуірінен бастап жерді отарлауды бастағаннан кейін осы кезеңнің басында жақсы қалыптасты. Балықтар, әсіресе жақтары бар балықтар, осы уақыт ішінде айтарлықтай әртүрлілікке жетті, сондықтан Девон көбінесе Балықтар дәуірі деп аталады. Қарулы плакодермалар барлық су ортасында басымдық танытты. Мұхиттарда силур және ордовик дәуірінен гөрі примитивті акулалар сияқты хрящевой балықтар көптеп кездесті. Төрт аяқты омыртқалылардың (тетраподтардың) ата-тегін қамтитын тетраподоморфтар тұщы сулық қанатты балықтардан бөлініп шыға бастады, олардың мықты және дамыған кеуде және жамбас қанаттары біртіндеп алдыңғы және артқы аяқтарға айналды, бірақ олар Карбонның соңғы кезеңіне дейін құрлықта өмір сүруге толыққанды бейімделмеді. Алғашқы аммониттер – басқабықты моллюскалардың кіші класы пайда болды. Трилобиттер, брахиоподтар және үлкен коралл рифтері Девон кезеңінде де кең таралған. 375 миллион жыл бұрын басталған Девонның соңғы кезеңіндегі жаппай қырылу теңіз тіршілігіне ауыр соққы берді, көптеген риф жүйелерін, жақтары жоқ балықтардың көпшілігін, плакодермалардың жартысын және Proetida қатарының бірнеше түрін қоспағанда, барлық трилобиттерді жойды. 359 миллион жыл бұрын болған девонның соңындағы жаппай қырылу экожүйелерге одан әрі әсер етіп, барлық кальцитті губкалық рифтер мен плакодермалардың жойылуын аяқтады. Девонның палеогеографиялық ерекшеліктері оңтүстікте Гондвана суперконтиненті, солтүстікте Сибирь материгі және шығыста Лавруссия материгімен сипатталды. Негізгі тектоникалық құбылыстарға Рейк мұхитының жабылуы, Оңтүстік Қытайдың Гондванадан бөлінуі және оның нәтижесінде Палео-Тетис мұхитының кеңеюі жатады. Девон кезеңінде Лавруссия мен Гондвана жақындаған кезде бірнеше ірі тау құрылысы оқиғалары болды, олардың ішінде Солтүстік Америкадағы Акадиялық орогенезі және Еуропадағы Варискалық орогенезінің басталуы бар. Бұл ерте кездескен соқтығыстар соңғы Палеозой дәуірінде Пангея суперконтинентінің пайда болуына әкелді.

Тарих

Бұл кезең Англияның оңтүстік-батысындағы Девон графтығының атымен аталады, онда 1830 жылдары графтықта табылған тау жыныстарының жасы және құрылымы туралы даулы пікірлер геологиялық уақыт шкаласына Девон кезеңін қосу арқылы шешілді. Ұлы Девон дауы – Родерик Мерчисон, Адам Седжвик және Генри Де ла Беш арасындағы кезеңнің атауын анықтау бойынша ұзақ пікірталас. Мерчисон мен Седжвик пікірталасты жеңіп, оны Девон жүйесі деп атады. Девон кезеңінің басталуын және аяқталуын анықтайтын тау жыныстары жақсы анықталған, бірақ нақты мерзімдері белгісіз. Халықаралық стратиграфия комиссиясының мәліметінше, Девон кезеңі Силур кезеңінің соңынан басталып, Карбон кезеңінің басына дейін – Солтүстік Америкада Карбон кезеңінің Миссисип субкезеңінің басына дейін созылады. 19 ғасырғы мәтіндерде Девон "Ескі қызыл дәуір" деп аталған, себебі Ұлыбританиядағы Ескі қызыл құмтас деп белгілі қызыл және қоңыр шөгінділерде ертедегі қазбалар табылған. Тағы бір жиі қолданылатын термин – "Балықтар дәуірі", ол осы кезеңде балықтардың бірнеше маңызды тобының эволюциясына байланысты. Англо-Уэльс алабындағы ескі әдебиеттер оны Даунтон, Диттон, Брекон және Фарлов кезеңдеріне бөледі, соңғы үш кезең Девон кезеңіне жатады. Девон кезеңі үлгі алудағы қателіктерге байланысты бұрыс түрде "жылыжай дәуірі" деп сипатталған: ерте Девон кезеңі туралы көптеген жаңалықтар Батыс Еуропа мен Шығыс Солтүстік Американың қабаттарынан алынған, ол сол кезде Экваторды кесіп өтетін Эурамерика суперконтинентінің бөлігі болған және кең таралған рифтердің қазбалық іздері тропикалық, жылы және қоңыржай ылғалды климатты көрсетеді. Шындығында, Девон кезеңінің климаты оның эпохалары мен географиялық аймақтарына қарай айтарлықтай өзгеше болды. Мысалы, ерте Девон кезеңінде құрғақ жағдайлар Сібір, Австралия, Солтүстік Америка және Қытай сияқты әлемнің көп бөлігінде басым болды, бірақ Африка мен Оңтүстік Америкада жылы қоңыржай климат болды. Керісінше, соңғы Девон кезеңінде құрғақ жағдайлар әлемде аз таралды және қоңыржай климаттар көбірек кездесті.

Палеогеография

Девон әлемінде көптеген құрлықтар мен әртүрлі өлшемдегі мұхит алаптары болған. Ең үлкен құрлық Гондвана толығымен Оңтүстік жарты шарда орналасқан. Ол қазіргі Оңтүстік Америка, Африка, Австралия, Антарктида және Үндістан, сондай-ақ Солтүстік Америка мен Азияның шағын бөліктеріне сәйкес келеді. Екінші ірі құрлық Лавруссия Гондвананың солтүстік-батысында орналасқан, қазіргі Солтүстік Америка мен Еуропаның көп бөлігін қамтиды. Лавруссияның шығысында және Гондвананың солтүстігінде Еуропа мен Азияның кейбір бөліктеріне сәйкес келетін түрлі кіші құрлықтар, микроқұрлықтар және террандар болды. Девон кезеңі зор тектоникалық белсенділік кезеңі болды, себебі Лавруссия мен Гондвананың негізгі құрлықтары біріккеніне жақындады. Теңіз деңгейі бүкіл әлемде жоғары болды, және құрлықтың көп бөлігі жағалау теңіздерінің астында жатты, онда тропикалық рифтер мекен етті. Үлкен "дүниежүзілік мұхит" Панталасса Солтүстік жарты шардың көп бөлігін, сондай-ақ Гондвананың шығысында және Лавруссияның батысында кең аумақтарды алып жатты. Басқа шағын мұхиттар – Палео-Тетис мұхиты және Рейк мұхиты. Девонның көп бөлігінде Батыс Лавруссияның (Солтүстік Америка) басым бөлігі субтропикалық ішкі теңіздермен жабылған, онда рифтер мен теңіз тіршілігінің әртүрлі экожүйесі болды. Девон теңізінің кен орындары АҚШ-тың орталық-батыс және солтүстік-шығыс бөліктерінде кең таралған. Девон рифтері де Лавруссияның оңтүстік-шығыс жиегі бойында, қазіргі Оңтүстік Англияға, Бельгияға және Еуропаның басқа да орта ендіктегі аймақтарына сәйкес келетін жағалау сызығында созылған. Континенттің солтүстік-шығыс бөлігінде де тау құрылысы байқалды, себебі шағын тропикалық аралдық доғалар мен Балтық террандары континентке қайта қосылды. Бұл таулардың деформацияланған қалдықтары Эльсмир аралында және Шпицбергенде әлі де кездеседі. Лавруссиядағы девон соқтығыстары тау тізбектері мен алдырғы алаптарды тудырды, олар көбінесе қазбаларға толы. Бұл соқтығыстар жанартаулық белсенділікпен және плутондармен байланысты болды, бірақ девонның соңында тектоникалық жағдай жеңілдеді және Оңтүстік Американың көп бөлігі жағалау теңіздерімен жабылған. Бұл оңтүстік полюстік теңіздерде ерекше брахиопод фаунасы, Малвинокаффрик әлемі, шығысқа қарай, қазіргі Оңтүстік Африка мен Антарктидаға тең келетін шеткі аймақтарға дейін созылған. Малвинокаффрик фауналары тіпті Парана алабына дейін созылған Панталасса тілі арқылы Оңтүстік полюске жақындауға қол жеткізді. Сібір экватордың солтүстігіндегі ең үлкен құрлық ретінде орналасқан. Девонның басында Сібір қазіргі бағытына қатысты кері бұрылған. Кейінгі кезеңде ол солтүстікке қарай жылжып, қазіргі орнына жақын болмаса да, сағат тілімен айнала бастады. Девонның дамуы кезінде Сібір Лавруссияның шығыс жиегіне жақындады, бірақ оны әлі де Урал мұхиты бөліп тұрды. Сібірдің шеттері жалпы тектоникалық тұрғыдан тұрақты және экологиялық тұрғыдан өнімді болғанымен, девонның соңғы кезеңінде жарылу және терең мантиялық шұңқырлар континентке су тасқыны базальттарымен әсер етті. Алтай-Саян аймағы ерте және орта девон кезеңдерінде жанартаулық қозғалыстармен сілкіндірілді, ал кейінгі девон магматизмі Вилюй тұзақтарын, су тасқыны базальттарын өндіру үшін одан әрі күшейді, бұл кейінгі девонның жаппай құрып кетуіне ықпал еткен болуы мүмкін. Соңғы ірі вулканизм, Якутск ірі магмалық провинциясы, көміртек кезеңіне дейін жалғасты, кең көлемді кимберлит кендерін өндірді.

Теңіз биотасы

Девон дәуірінде теңіз деңгейі көбінесе жоғары болды. Теңіз фаунасында конодонттар, бриозоандар, түрлі-түрлі және көптеген брахиоподтар басымдық құрды, жұмбақ гедереллидтер, микроконхидтер, лилияға ұқсас криноидтар (жануарлар, гүлдерге ұқсағандықтарына қарамастан) көптеп кездесті, ал трилобиттер әлі де кең таралған еді. Қос қабықтылылар терең суларда және сыртқы шельф аймақтарында жиі кездесті. Алғашқы аммониттер шамамен 400 миллион жыл бұрын, ерте девон кезеңінде немесе одан аздап бұрын пайда болды. Бактритоидтар да ерте девон кезеңінде алғаш рет пайда болды; олардың таралуы, аммоноидтармен бірге, кейбір авторлардың пікірінше, су қабатының терең бөліктеріндегі оттегі деңгейінің төмендеуінен туындаған қоршаған ортаның күшеюіне байланысты болды. Омыртқалы жануарлардың ішінде жақсыз қаңқалы балықтар (остракодермалар) әртүрлілігі азайды, ал жақты балықтар (гнатостомалар) теңізде де, тұщы суларда да бірдей үлкейді. Қаптамалы плакодермдер девон кезеңінің басында көптеп кездесті және кейін девонның соңында жойылып кетті, мүмкін басқа балық түрлерімен азық үшін бәсекелестік салдарынан. Ертедегі хрящевой (Chondrichthyes) және сүйекті балықтар (Osteichthyes) да түрленді және девон теңіздерінде маңызды рөл атқарды. Хрящевой балықтардың алғашқы көп тараған туысы – Кладоселах девон кезеңінде мұхиттарда пайда болды. Сол кездегі балықтардың жоғары әртүрлілігі девон дәуіріне «Балықтар дәуірі» деген атау беруге себеп болды. Девон кезеңінде планктонды микроорганизмдердің су қабатында көп болуы және бентоникалық орталардағы экологиялық бәсекелестіктің жоғары деңгейі нәтижесінде теңіздің нектондық тіршілігінің әртүрлілігі айтарлықтай өсті; көптеген зерттеушілер осы әртараптандыруды «Девон нектон революциясы» деп атады. Алайда, басқа зерттеушілер осы революцияның болғандығына күмән келтіреді. 2018 жылғы зерттеуде силур мен девон арасындағы шекарада нектонның биологиялық әртүрлілігінің үлесі артқанымен, девонның барлық кезеңінде, әсіресе прагиан кезеңінде азайғаны және девон кезеңінде нектондық таксондардың жалпы әртүрлілігі басқа геологиялық кезеңдерге қарағанда айтарлықтай өспегені, тіпті венлоктан лохковианға және карбоннан пермге дейінгі аралықтарда жоғары болғаны анықталды. Зерттеу авторлары девон кезеңінде нектонның жалпы әртүрлілігінің өсуін палеозойдың барлық кезеңіндегі нектондық әртараптандырудың кеңірек, біртіндеп дамуымен байланыстырады.

Рифтер

Қазіргі Австралияның солтүстік-батысындағы Кимберли бассейнінде орналасқан құрғақ барьерлік риф, бір кезде девон континентінің шетін қаптаған. Рифтер әдетте теңіз деңгейіне жақын толқындарға төзімді құрылымдар тұрғыза алатын әртүрлі карбонат шығаратын организмдермен салынады. Қазіргі рифтер көбінесе маржандар мен әктас балдырлардан құралса, девон рифтері көбінесе автотрофты цианобактериялармен салынған микробтық рифтер немесе строматопороидтармен және табулят және ругоза маржандарымен салынған кораллдық строматопороид рифтері болған. Микробтық рифтер ерте және кеш девонның жылы жағдайларында басым болды, ал орта девонның салқын кезеңінде кораллдық строматопороид рифтері басымдық танытты.

Жер бетіндегі биота

Девон кезеңінде өмір жерді мекендеуде жақсы қалыптасқан еді. Силурдың мох ормандары мен бактериялық және балдыр кілемдері кезеңнің басында алғашқы тамырлы өсімдіктерге қосылды, олар тұрақты топырақты жасады және мителер, шаяндар, тригонотарбидтер және мириаподтар сияқты буынтық аяқтыларға пана болды (дегенмен, буынтық аяқтылар бұрынғы девоннан әлдеқайда ертерек құрлыққа шыққан, ал Протичнит сияқты қазбалар кембрий кезеңінде су-құрлықтық буынтық аяқтылар болған болуы мүмкін екенін көрсетеді). Осы кезеңнің басындағы ең ірі құрлық организмі – құпиялы Прототакситтер еді, бұл, мүмкін, үлкен саңырауқұлақтың жемісті денесі, дөңгеленген бауырқұрт кілемшесі немесе белгісіз туыстық байланыстары бар организм болған, ол девонның алғашқы кезеңінде төменгі, кілемдік өсімдіктерден биік тұрып, көтеріңкі болған. Сонымен қатар, жәндіктердің алғашқы мүмкін қазбалары шамамен 416 миллион жыл бұрын, бұрынғы девон кезеңінде пайда болды. Ең ертедегі тетраподтардың дәлелі девонның ортасында теңіз карбонатты платформасы/жартасы ішіндегі жайпақ лагуналық ортадағы іздер түрінде сақталған, бірақ бұл іздерге күмән тудырылып, олардың балықтардың тамақтану іздері (Piscichnus) болуы мүмкін деген болжам айтылды.

Жердің көгалдандырылуы

Ерте девон кезеңіндегі көптеген өсімдіктердің қазіргі өсімдіктер сияқты нақты тамыры немесе жапырақтары болмаған, бірақ олардың көпшілігінде тамырлы тіндер кездеседі. Дрепанофикус сияқты ертедегі құрлық өсімдіктері вегетативтік өсім және споралар арқылы тараған болуы мүмкін. Куксония сияқты ең алғашқы құрлық өсімдіктері жапырақтары жоқ, екіге бөлінетін сабақтардан және ұшқыш спорангиялардан тұрды, көбінесе өте аласа болды, бірнеше сантиметрден аспайтын биіктікте өсті. Шамамен 400 миллион жыл бұрынғы Armoricaphyton chateaupannense қазбалары ағаш тәрізді тіндері бар ең көне өсімдіктерді көрсетеді. Орта девон кезеңінде примитивті өсімдіктердің бұталар сияқты ормандары пайда болды: ликофиттер, атқуйрықтар, папоротниктер және прогимноспермдер эволюциялады. Бұл өсімдіктердің көпшілігінде нақты тамырлар мен жапырақтар болды, ал кейбіреулері өте биік болды. Ең ертедегі ағаштар орта девон кезеңінде пайда болды. Оларға ликоподтар тұқымдасы және тағы бір ағаш тәрізді, ағаш тәрізді тамырлы өсімдік – кладоксилопсидтер мен прогимносперм Archaeopteris кірді. Бұл трахеофиттер лигнинді биосинтездеу қабілетін дамытқандықтан құрғақ жерде үлкен мөлшерге дейін өсе алды, бұл оларға физикалық беріктік берді, тамырлық жүйесінің тиімділігін арттырды, сонымен қатар патогендер мен шөпқоректілерге қарсы тұруға мүмкіндік берді. Эйфель дәуірінде кладоксилопсид ағаштары Жер тарихындағы алғашқы ормандарды құрады. Девонның соңына қарай тұқым түзілетін алғашқы өсімдіктер пайда болды. Көптеген өсімдік топтарының және өсімдік пішіндерінің осы жылдам пайда болуы девон жарылысы немесе силур-девон құрлық революциясы деп аталады. Континенттердің "жасылданғандығы" көміртегіні сіңіретін орта ретінде әрекет етті, атмосферадағы көміртегі диоксидінің концентрациясы төмендеген болуы мүмкін. Бұл климатты салқындатып, жаппай жойылу оқиғасына әкелген болуы мүмкін. (Кейінгі девон жойылуына қараңыз).

Жануарлар мен алғашқы топырақтар

Бастапқы буынтұқымдылар осы әртүрлі жер үсті өсімдік құрылымдарымен бірге дамыды. Жәндіктер мен тұқымдық өсімдіктердің өзара байланысты дамуы, қазіргі заманғы әлемді анықтайтын сипатқа ие болды және бұл Девон кезеңінің соңында басталды. Топырақ пен өсімдік тамыр жүйелерінің дамуы, эрозия жылдамдығы мен үлгісіне, сондай-ақ шөгінділердің жинақталуына өзгерістер әкелді. Көптеген жануарларды қамтитын жер бетіндегі экожүйенің қарқынды эволюциясы, алғашқы омыртқалылардың құрлықта тіршілік табуына мүмкіндік берді. Девонның соңына қарай, буынтұқымдылар құрлықта берік орнықты.

Девонның соңғы кезеңіндегі жойылу

Кейінгі девонның жойылуы жекелеген оқиға емес, керісінше, гиветтік-фразниан шекарасында, фразниан-фаменн шекарасында және девон-карбон шекарасындағы бірнеше импульсті жойылулардың тізбегі. Бұл оқиғалар Жер тарихындағы "Үлкен Бес" жаппай жойылудың бірі саналады. Девон кезеңіндегі жойылу дағдарысы негізінен теңіз биокауымдастығына әсер етті және салқын су организмдеріне қарағанда, жылы, жағалау суларында тіршілік ететін организмдерге таңдамалы түрде әсер етті. Бұл жойылу оқиғасына ең көп әсер еткен топ – үлкен девон риф жүйелерінің риф құрушылары болды. Ауыр зардап шеккен теңіз топтарының ішінде брахиоподтар, трилобиттер, аммониттер және акритархтар бар. Әлем кондонттар мен сүйекті балықтар сияқты омыртқалылардың шамамен 96%-ының, сондай-ақ барлық остракодермдер мен плакодермдердің жоғалып кеткенін көрді. Құрлықтағы өсімдіктер, сондай-ақ төрт аяқтылардың біздің ата-бабаларымыз сияқты тұщы су түрлеріне кейінгі девонның жойылу оқиғасы көп әсер етпеді (бірақ девонның жойылуы төрт аяқтыларды жойып жіберуге жақын болды деген қарсы пікір бар). Кейінгі девонның жойылу себептері әлі белгісіз, барлық түсіндірмелер болжамдық сипатта. Канадалық палеонтолог Дигби Макларен 1969 жылы девон кезеңіндегі жойылу оқиғасы астероидтың соқтығысуынан туындағанын болжады. Алайда, кейінгі девон кезеңінде соқтығысу оқиғалары болғанымен (Аламо болидінің әсерін қараңыз), девонның жеткілікті үлкен кратерінің бар екенін растайтын дәлелдер аз.