Кайнозойская эра подразделяется на три периода: палеогеновый, неогеновый и четвертичный. Геологическая история четвертичного периода имеет присущие только ей отличительные особенности, поэтому она рассматривается отдельно.
Палеогеновый и неогеновый периоды
Долгое время палеогеновый и неогеновый периоды объединяли под единым названием — третичный период. Начиная с 1960 г. они рассматриваются как отдельные периоды. Отложения этих периодов составляют соответствующие системы, имеющие собственные названия. Внутри палеогена выделяют три отдела: палеоцен, эоцен и олигоцен; внутри неогена — два: миоцен и плиоцен. Этим отделам соответствуют эпохи с теми же названиями.
Органический мир
Органический мир палеогенового и неогенового периодов существенно отличается от мезозойского. На смену вымершим или пришедшим в упадок мезозойским животным и растениям пришли новые — кайнозойские. В морях начинают развиваться новые семейства и роды двустворчатых и брюхоногих моллюсков, костистых рыб и млекопитающих; на суше — млекопитающих и птиц. Среди наземных растений продолжается быстрое развитие покрытосеменных.
Органический мир палеогенового периода. Органический мир моря был весьма разнообразным. Среди беспозвоночных получили исключительное развитие простейшие — фораминиферы. Наряду с мелкими фораминиферами были широко распространены крупные — нуммулиты. Они обитали на небольших глубинах теплых экваториальных и тропических морей. Господствовали двустворчатые и брюхоногие моллюски, они достигли исключительного разнообразия и по своему составу отличались от современных. Из других морских беспозвоночных были широко распространены морские ежи, шестилучевые кораллы, губки.
Среди морских позвоночных господствовали костистые рыбы, появились морские млекопитающие — киты, дельфины, тюлени.
Органический мир суши характеризовался господством млекопитающих, которые заняли все основные среды обитания уже в начале палеогена. Среди млекопитающих было еще много примитивных животных, обитавших в лесах и болотах, но начиная с середины палеогена обособляются группы хищных, копытных, хоботных и приматов, появляются первые грызуны и насекомоядные. Среди хищных выделялся махайрод — огромный саблезубый тигр с громадными клыками. В сухих лесостепных участках Казахстана и Средней Азии обитали индрикотерии — гигантские безрогие носороги. Далекие предки слонов— палеомастодонты — достигали иногда размеров современных слонов, но хобот и бивни у них были еще очень небольшими.
Наземная флора не испытала значительных изменений; продолжался процесс развития цветковых покрытосеменных растений, которые распространились по всему земному шару.
Изучение состава органического мира и его расселения свидетельствует о существовании трех биогеографических провинций: средиземноморской — теплой, северной и южной — с умеренным климатом. Площадь тропической провинции была больше, чем в настоящее время.
Органический мир неогенового периода. Органический мир моря. Среди простейших произошли значительные изменения. Большинство крупных фораминифер, в том числе все нуммулиты, вымерли еще в палеогене, а в неогене продолжали развитие многочисленные мелкие фораминиферы. Среди беспозвоночных господствовали двустворчатые и брюхоногие моллюски, их состав изменился по сравнению с палеогеном и к концу неогена стал очень близок к современному. Богатая морская фауна населяла тропическую провинцию — здесь жили все типы организмов, в особенности рифостроящие шестилучевые кораллы, различные иглокожие, губки, масса разнообразных рыб, много млекопитающих.
Органический мир суши. Большие изменения произошли среди господствовавших млекопитающих, они быстро эволюционировали в Евразии и Африке. Вымерли многие примитивные формы — обитатели лесов, к условиям жизни в степях приспособились копытные, среди которых широко распространились гиппарионы, а также жирафы, носороги, олени. Появились огромные мастодонты, имевшие две пары бивней, причем верхние бивни были развиты сильнее, чем нижние. Современные слоны появились в конце неогена, среди сравнительно недавно вымерших был мамонт — огромный шерстистый слон, живший в четвертичном периоде вместе с предками человека. Между Азией и Северной Америкой происходил широкий обмен млекопитающими по существовавшему тогда перешейку. Млекопитающие Южной Америки находились на значительно низшей стадии развития, а наиболее примитивными были млекопитающие Австралии, которые с конца мелового периода развивались в изоляции от других материков.
Наземная флора по составу мало отличалась от современной, продолжалось развитие покрытосеменных растений. Расцвет млекопитающих был тесно связан с развитием этих растений, являвшихся основной пищей растительноядных животных.
Биогеографические провинции стали иметь очертания, близкие к современным. В течение неогена постепенно сокращались размеры тропической провинции.
Структура земной коры и палеогеография в начале эры
В начале кайнозойской эры структура земной коры была достаточно сложной и во многом близкой к современной. Наряду с древними платформами существовали молодые, которые занимали обширные площади внутри геосинклинальных складчатых поясов. Геосинклинальный режим сохранился на значительных территориях Средиземноморского и Тихоокеанского поясов. По сравнению с началом мезозойской эры площади геосинклинальных областей сильно сократились в Тихоокеанском поясе, где к началу кайнозоя возникли обширные мезозойские горные складчатые области. Существовали все океанические впадины, очертания которых несколько отличались от современных.
В северном полушарии располагались два огромных платформенных массива — Евразия и Северная Америка, состоявшие из древних и молодых платформ. Они были разделены впадиной Атлантического океана, но соединялись в районе современного Берингова моря. На юге уже не существовало материка Гондваны как единого целого. Австралия и Антарктида представляли собой отдельные континенты, а связь между Африкой и Южной Америкой сохранялась до середины эоценовой эпохи.
История геологического развития геосинклинальных поясов
Как и в мезозое, значительные территории Средиземноморского и Тихоокеанского поясов продолжали геосинклинальное развитие. Существенным различием в истории этих поясов было интенсивное проявление альпийской складчатости в Средиземноморском поясе, в то время как в Тихоокеанском она сказалась гораздо слабее и охватила меньшие площади. Вся территория других поясов представляла собой молодые платформы. Лучшим примером является хорошо восстановленная геологическая история Средиземноморского пояса.
Средиземноморский геосинклинальный пояс
Внутри этого пояса, как и в мезозое, продолжали существовать две геосинклинальные области — Альпийско-Гималайская и Индонезийская, геологическая история которых существенно различалась. В Альпийско-Гималайской области интенсивно проявилась альпийская складчатость, в результате которой огромная территория превратилась в горную страну; в Индонезийской — складчатые процессы шли значительно слабее.
Альпийско-Гималайская геосинклинальная область. Палеогеновая и неогеновая история этой огромной области хорошо восстановлена в южной части Западной Европы и на Кавказе. В качестве примеров кратко рассмотрим историю развития Альп и Кавказа, изученную с большой полнотой.
Геосинклинальная система Альп. Современная структура Альп очень сложна. Альпы представляют собой дугообразную систему горных хребтов, которая состоит из нескольких покровов мощных чешуи горных пород, опрокинутых и надвинутых с юга на север. Альпийские горы, как и Кавказские, являются молодыми, они возникли в кайнозое.
Палеогеновая история Альп существенно отличается от неогеновой. В палеогене преобладали процессы прогибания и осадконакопление шло в морских условиях; в неогене Альпы стали горной страной со сложным складчатым строением.
В палеогене на территории Альп существовал ряд узких геосинклинальных прогибов, имевших дуговидную форму, близкую к современной структуре Альп. В начале и середине периода (палеоцене и эоцене) в этих прогибах шло накопление морских песчаных, глинистых и карбонатных осадков. В конце периода (олигоцене) Альпы были охвачены поднятиями, в результате которых вся территория Альп превратилась в складчатую горную систему. Завершился главный геосинклинальный этап. Альпы вступили в заключительный — орогенный этап геосинклинального развития, который продолжается и в наше время.
В неогене Альпы представляли собой горную страну, в которой господствовали процессы разрушения горных пород. Осадконакопление происходило в континентальных условиях в глубоком Предальпийском краевом прогибе, который протягивался в виде дуги вдоль северного склона Альп. В этом прогибе формировалась мощная молассовая формация (более 3—4 тыс. м), состоявшая из грубых песчаников и конгломератов. По мере приближения к Альпам отложения становились все более грубыми, чаще встречались в них конгломераты. Состав и распределение молассовых отложений являются доказательством того, что Альпы в неогене представляли собой высокий горный массив, откуда шел интенсивный снос грубого материала в располагавшийся рядом Предальпийский краевой прогиб. В середине неогена этот прогиб был заполнен грубыми молассовыми накоплениями и прекратил свое существование. В горной части Альп продолжались крупные вертикальные поднятия и горизонтальные подвижки, которые привели к образованию сложнейшей по строению системе покровов. В результате этих тектонических процессов во многих участках Альп более древние породы оказались надвинутыми на более молодые.
Геосинклинальные системы Кавказа. В начале палеогенового периода на Кавказе продолжали существовать три крупные области осадконакопления, разделенные геоантиклинальными поднятиями (севернее и южнее Главного Кавказского хребта и на Малом Кавказе). Первые две входили в состав геосинклинальной системы Большого Кавказа, а третья — в состав Малокавказской системы. История развития этих систем существенно различалась.