В какую эру геологической истории планеты. Геологические эры. Возникновение многоклеточности - важный ароморфоз в эволюции жизни
Геологическая история Земли - последовательность событий в развитии Земли как планеты. Среди этих событий - образование горных пород, возникновение и разрушение форм рельефа, наступания и отступания моря, оледенения, появление и исчезновение видов живых существ. Изучается по слоям горных пород; делится на отрезки согласно геохронологической шкале.
Также говорится, что появились первые млекопитающие. Мел был одним из самых длинных периодов, поскольку он покрывал почти 100 миллионов лет от 145 до массового исчезновения благодарности этому временному пространству, наша планета могла процветать благодаря теплым климатам, преобладающим во всем мире. Кроме того, начали расти первые растения покрытосеменных, то есть те, которые обладают способностью производить фрукты. Наконец, возможный метеорит, который упал в Мексиканском заливе, завершился 50% жизни на Земле, включая динозавров и большое количество морской жизни.
Земля образовалась около 4,5 млрд лет назад путем аккреции из протопланетного диска - дискообразной массы газа и пыли, оставшихся от образования Солнца, которая и дала начало Солнечной системе. Изначально планета была раскалена благодаря остаточному теплу и частым ударам астероидов. Но в конце концов ее внешний слой остыл и превратился в земную кору. Немного позднее, в результате столкновения по касательной с небесным телом размера Марса и массой около 10 % земной, образовалась Луна. В результате большая часть вещества ударившегося объекта и часть вещества земной мантии были выброшены на околоземную орбиту. Из этих обломков собралась протолуна и начала обращаться по орбите с радиусом около 60 000 км. Земля в результате удара получила резкий прирост скорости вращения (один оборот за 5 часов) и заметный наклон оси вращения. Дегазация и вулканическая активность создала первую атмосферу на Земле. Конденсация водяного пара, а также лед из сталкивающихся с Землей комет, образовали океаны.
Благодаря этой катастрофе млекопитающие имели свободный способ управлять планетой. Эта эпоха колеблется от исчезновения динозавров 65 миллионов лет назад до сегодняшнего дня. Кроме того, этот период характеризуется охлаждением планетарного продукта катастрофы и эволюцией млекопитающих на более полных существ, проходящих через мышей, приматов и, наконец, человека.
С окончанием мелового периода возник третичный, который достиг до миллиарда лет назад. Здесь Земля охладилась, и времена года стали замечены с большим доказательством. Млекопитающие, благодаря своему густому меху, сумели пережить холод, превратившись в более сложные и разумные виды. С этого момента эти животные стали оставлять пещеры для охоты. Затем пришли медведи, волки, саблезубые кошки и охотничьи собаки. С другой стороны, начали замечать разные экологические регионы. как саванна, луга, пустыни и тундра, из-за уменьшения лесов.
На протяжении сотен миллионов лет поверхность планеты постоянно изменялась, континенты формировались и распадались. Они мигрировали по поверхности, иногда объединяясь и формируя суперконтиненты. Примерно 750 млн лет назад суперконтинент Родиния, первый из известных, начал распадаться. Позднее, 600-540 миллионов лет назад, континенты сформировали Паннотию, а около 250 млн лет назад - Пангею, которая распалась около 180 млн лет назад.
Этот период преобладает сегодня с момента окончания третичного периода. В течение этих почти двух миллионов лет продолжительности Земли и животных страдали тяжелые периоды оледенения. Вот почему многие животные, такие как бизон, носороги и вымерший мамонт, были наделены большими и толстыми слоями. Континенты также находились в их нынешнем положении, и из-за климата и охоты многие виды вымерли, как, например, вышеупомянутый мамонт или саблезубый тигр. Со ссылкой на геологическую историю Венесуэлы.
История Земли делится на эоны: докембрийский и фанерозойский. Таким образом, неопределенное время, а не вычислимое, его имя происходит от имени бога древности, бога вечного времени. Фанерозойский эон делится на эпохи, которые подразделяются на периоды и последовательно на эпохи и эпохи, классификация, основанная главным образом на найденных окаменелостях, характерных для каждой эпохи и последовательного разделения.
Современная ледниковая эра началась около 40 млн лет назад. Холод усилился в конце плиоцена. Полярные регионы начали претерпевать повторяющиеся циклы оледенения и таяния с периодом 40-100 тыс. лет. Последняя ледниковая эпоха текущего ледникового периода закончилась около 10 000 лет назад.
Докембрий
Докембрий включает около 90 % геологического времени. Он продолжался от образования планеты (около 4,6 млрд лет назад) до начала кембрийского периода (541 млн лет назад). Включает три эона: катархей, архей и протерозой.
Хадико: эпоха высоких температур образования Земли, также называемая азоей, что означает безжизненность, потому что в то время на Земле не было жизни. Архаика: образуются первые магматические и метаморфические породы, в атмосфере по-прежнему не хватает кислорода и, в конечном итоге, гидросферы с морями и океанами. Протерозой: время начальной жизни; появляются первые формы жизни. . Пути жизни: первые известные окаменелости. Морские беспозвоночные с мягким телом.
Климат: чередующиеся периоды сухого и холодного до жаркого и влажного. Основные события: формирование земной коры, обширное образование гор. Венесуэла: В докембрийскую эпоху формируется щит Гуаяны, который с тех пор никогда не был погружен водами. Палеозойская эра охватывает 600 миллионов лет назад, до 225 миллионов лет назад, она делится на 6 периодов.
Катархейский эон
Катархей - геологический эон, предшествовавший архею, время, из которого осадочные породы неизвестны. После архейского эпизода расплавления верхней мантии и ее перегрева с возникновением в геосфере магматического океана вся первозданная поверхность Земли вместе с ее первичной и изначально плотной литосферой очень быстро погрузилась в расплавы верхней мантии. Этим объясняется отсутствие катархея в геологической летописи.
Кембрийский: он охватывает от 600 до 500 миллионов лет назад. Его название происходит от латинского названия Уэльса, места, где они были получены в первый раз, геологических остатков этого периода. Пути жизни: это возраст морских беспозвоночных. Животные с оболочкой, но были только морские животные.
Основные события: моря превышают континенты. Его название происходит от племени Уэльса, где были получены первые окаменелости. Пути жизни: первая примитивная рыба. Наземное вторжение растений. Одно оледенение затронуло только южное полушарие. Основные события: Известняковые отложения, микроскопические растения процветают.
Катархей охватывает первые полмиллиарда лет существования нашей планеты. Его верхнюю границу проводят по 4,0 млрд лет назад.
В популярной литературе распространено представление о бурной вулканической и гидротермальной деятельности на поверхности Земли, которое не соответствует действительности.
В то время существовали только ландшафты неприветливой суровой и холодной пустыни с черным небом (вследствие очень разреженной атмосферы), слабо греющим Солнцем (его светимость была на 25-30 % ниже современной) и во много раз большим диском Луны (в то время она находилась на границе предела Роша, то есть на расстоянии около 17 тыс. км от Земли), на котором еще не существовало «морей».
Тектоника: континенты снова приближаются и обычно низменности. Силуриан: он охватывает от 440 до 395 миллионов лет назад. Пути жизни: первые сосудистые растения. Вторжение земель членистоногими: прогресс рыб и коралловых рифов. Оболочечные морские животные изобилуют. Современные группы водорослей и грибов.
Еще одно оледенение в южном полушарии. Тектоника: океан между Европой и Северной Америкой закрывается. Континенты обычно плоские, но орогенезение начинается в Европе, Северной Америке, Антарктике и Австралии. Девон: Он охватывает от 395 до 345 миллионов лет назад. Его название происходит от Девона, небольшого английского, где скалы этого периода очень распространены.
Рельеф напоминал испещренную метеоритами поверхность Луны, однако был сглажен из-за сильных и практически непрерывных приливных землетрясений и сложен только монотонно темно-серым первичным веществом, покрытым сверху толстым слоем реголита. Никаких вулканов, извергающих на поверхность молодой Земли потоки лавы, фонтаны газов и паров воды в те времена не было, как и не существовало ни гидросферы, ни плотной атмосферы. Те же небольшие количества газов и паров воды, которые выделялись при падении планетезималей и осколков Протолуны, поглощались пористым реголитом.
Способы жизни: Возраст рыбы. Примитивные сосудистые растения гаснут. Появляются современные группы сосудистых растений. Вероятно, вулканы исчезли. Основные события: Формирование гор и вулканов. Тектоническая: Европа столкнулась с Северной Америкой, формирующей евроамериканский континент. Каледонский орогенез заканчивается.
Каменноугольный: он охватывает от 345 до 280 миллионов лет назад. Это связано с тем, что леса этого периода были последовательно захоронены, что привело к образованию угольных пластов. Способы жизни: возраст амфибий. Климат: общее охлаждение, которое приводит к оледенению.
Сутки в начале катархея длились 6 часов и приблизительно равнялись периоду обращения Луны, однако последний очень быстро возрастал.
Архейский эон
Архейский эон - один из четырех главных эонов в истории Земли. Продолжался от 4,0 до 2,5 млрд лет назад. В это время на Земле еще не было кислородной атмосферы, но появились первые анаэробные бактерии, которые сформировали многие ныне существующие залежи полезных ископаемых: серы, графита, железа и никеля.
Основные события: формирование крупных болот, папоротников и голосеменных растений. Перми: он охватывает от 280 до 225 миллионов лет назад. Он обязан своим именем Перми, городу в Уральских горах, где были получены первые репертории периода. Пути жизни: эволюция рептилий. Происхождение хвойных и возможное происхождение покрытосеменных. Исчезновение первых видов лесов.
Основные события: Обширное оледенение в южном полушарии. Наибольшее исчезновение Земли происходит с исчезновением большинства морских беспозвоночных. Есть немного ископаемых того времени. Венесуэла: В эпоху палеозоя орогенерация Герциниана спровоцировала насильственные изменения, и большая часть нынешней территории была погружена в воду. Орогенез в Андах и Перии.
Термин «архей» предложен в 1872 году американским геологом Дж. Дана.
Архей разделен на четыре эры (от наиболее поздней до наиболее ранней):
Неоархей
Мезоархей
Палеоархей
Эоархей
Эоархейская эра
Эоархей - геологическая эра, часть архея. Охватывает время от 4,0 до 3,6 миллиарда лет назад. Находится между катархейским эоном и палеоархейской эрой. Возможно, уже в конце этой эры появились прокариоты. Кроме того, к эоархею относятся древнейшие геологические породы - формация Исуа в Гренландии.
Это был Прекамбрика, палеозой, мезозой. Средний возраст, известный как возраст динозавров или для ботаников, как эпоха цикад. Триасовый: охватывает от 225 до 195 миллионов лет назад. Его название происходит от оценок палентолога фон Альберти на камнях, особенно часто встречающихся в Германии, где в этот период отмечается трещина.
Пути жизни: первые динозавры. Лес голосеменных и папоротников. Климат: Как правило, сухой и засушливый, наблюдается расширение континентальных земель. Основные события: Горные континенты. Юра: Она охватывает от 195 до 136 миллионов лет назад. Его название происходит от названия некоторых гор Альп между Швейцарией, Францией и Германией.
Палеоархейская эра
Палеоархей - геологическая эра, часть архея. Охватывает время от 3,6 до 3,2 миллиарда лет назад. Датировка чисто хронологическая, не основана на стратиграфии. К этой эре относится самая ранняя известная форма жизни (хорошо сохранившиеся остатки бактерий возраста более 3,46 млрд лет, Западная Австралия).
Мезоархейская эра
Способы жизни: апогей динозавров. Летающие рептилии, мелкие млекопитающие. Гимнопермы, в частности, цикады и папоротники. Тектонический: открыт морской канал, который разделяет Лаурасию на север и Гондвана на юг. Меловый: он охватывает от 136 до 65 миллионов лет назад. Его название происходит от латинского «крета», что означает «мел», потому что почвы этого периода характеризуются большим количеством отложений морских беспозвоночных оболочек.
Пути жизни: вымирание динозавров в конце периода. Появляются сумчатые, насекомоядные и покрытосеменные. Климат: Обычно теплый, без льда на полюсах. Основные события: нынешние континенты почти полностью разделены, затем биоразнообразие производится в разных зонах.
Мезоархей - геологическая эра, часть архея. Охватывает время от 3,2 до 2,8 миллиарда лет назад. Датировка чисто хронологическая, не основана на стратиграфии. Окаменелости, найденные в Австралии, показывают, что в мезоархее на Земле уже жили строматолиты.
Неоархейская эра
Неоархей - геологическая эра, часть архея. Охватывает время от 2,8 до 2,5 миллиарда лет назад. Период определен только хронометрически (без привлечения стратиграфических данных). Относится к Беломорскому циклу, в который происходило формирование настоящей континентальной земной коры. Кислородный фотосинтез впервые появился в этой эре, и стал причиной кислородной катастрофы, случившейся позже (в палеопротерозое) из-за ядовитого выброса кислорода в атмосферу.
Тектонические: Два больших континента, из которых Гондвана находилась в процессе распада. Они низменные и моря, в то время, погрузили 40% земли. Существует накопление большого количества органического вещества и осадков, которые впоследствии будут образовываться и содержать углеводороды. Вызов был также третичным, так как это последняя эра Фанеронического эона. Кайнозойский происходит от греческого и означает «новые животные».
Палеоцен: он охватывает от 65 до 53 миллионов лет назад. Его название происходит от двух греческих слов, которые означают древние и современные, чтобы определить, что в это время появилось много новых видов, которые будут занимать пространства, где они проживали вымершие мелкие виды.
Протерозойский эон
Протерозойский эон - геологический эон, который длился от 2500 до 542,0 ± 1,0 млн лет назад. Приходит на смену архею. Самый длительный эон в истории Земли.
Палеопротерозойская эра
Палеопротерозой - геологическая эра, часть протерозоя, продолжавшаяся от 2,5 до 1,6 миллиарда лет назад. В это время наступает первая стабилизация континентов. В это время также эволюционировали цианобактерии - тип бактерий, использующих биохимический процесс фотосинтеза для производства энергии и кислорода.
Пути жизни: первые приматы и известные плотоядные животные. Климат: холоднее, чем в меловом, но обычно теплый и влажный везде. Основные события: Млекопитающие начинают доминировать над Землей. Тектоника: Антарктида отделяется от Австралии, Северной Америки от Канады, Гренландии и Скандинавии. Азия присоединяется к Северной Америке с буровым проливом, что позволяет общаться между двумя континентами.
Эоцен: он охватывает от 53 до 38 миллионов лет назад. Его название означает «новая альба», относящееся к прогрессивной области млекопитающих. Пути жизни: примитивные лошади, крошечные верблюды, птицы современного и гигантского типа. Есть первые адаптации млекопитающих к морской среде.
Важнейшее событие раннего палеопротерозоя - кислородная катастрофа: значительное повышение содержания кислорода в атмосфере. До этого почти все формы жизни были анаэробами, то есть их обмен веществ зависел от форм клеточного дыхания, которые не требовали кислорода. Кислород в больших количествах губителен для большинства анаэробных бактерий, поэтому в это время большая часть живых организмов на Земле исчезла. Оставшиеся формы жизни были либо невосприимчивы к воздействию кислорода, либо жили в среде, его лишенной.
Климат: Он по-прежнему очень тропический. Тектоника: альпийские и гималайские горные системы продолжают расти. Формируются Скалистые горы и Анды. Антарктида уже хорошо отделена от Австралии. Олигоцен: он охватывает от 38 до 26 миллионов лет назад. Его название происходит от греческого и означает «мало нового», чтобы подчеркнуть, что за это время появилось несколько форм новой жизни в отношении антецедента.
Способы жизни: великолепные животные. Появляются антропоморфные обезьяны. Климат: субтропический и влажный, но с тенденцией к остыванию. Сильные сезонные климатические изменения. Антарктида снова замерзает, спустя миллионы лет. Основные события: Замерзание воды на Южном полюсе спровоцировало избыток моря, поэтому Европа связана с Азией.
Палеопротерозой разделен на четыре периода (от наиболее раннего до наиболее позднего):
Сидерий
Орозирий
Статерий
Сидерийский период
Сидерий - геологический период, часть палеопротерозоя. Охватывает время от 2,5 до 2,3 миллиарда лет назад. Датировка чисто хронологическая, не основана на стратиграфии.
На начало этого периода приходится пик проявления полосчатых железистых кварцитов. Железосодержащие породы формировались в условиях, когда анаэробные водоросли производили отработанный кислород, который, смешиваясь с железом, образовывал магнетит (Fe3O4, оксид железа). Этот процесс вычищал железо из океанов. В конечном итоге, когда океаны прекратили поглощать кислород, процесс привел к образованию насыщенной кислородом атмосферы, которую мы имеем на сегодняшний день.
Тектоническое: Средиземное море формируется и следует за высотой Альп и Гималаев. Миоцен: он охватывает от 26 до 7 миллионов лет назад. Его название, полученное из двух греческих слов «менее новое», означает, что в его слоях меньше морских беспозвоночных, чем в предыдущем периоде.
Пути жизни: киты, антропоморфные обезьяны и травоядные млекопитающие. Расширение пастбищ с сокращающимися лесами. На Антарктическом континенте происходит первое оледенение, которое уже находится за пределами самых теплых морских течений на Земле. Основные события: биоразнообразие Австралии и Южной Америки уже давно отделено от других зон.
Гуронское оледенение началось в сидерии 2,4 млрд лет назад и закончилось в конце риасия, 2,1 млрд лет назад.
Риасийский период
Риасий - это второй геологический период палеопротерозойской эры. Длился с 2300 по 2050 млн лет до н. э. Датировка чисто хронологическая, не основана на стратиграфии.
Образуется Бушвельдский комплекс и другие похожие интрузии.
В конце риасского периода (к 2100 млн лет до н. э.) завершается гуронское оледенение.
Появляются предпосылки появления ядра у организмов.
Орозирийский период
Орозирий - третий геологический период палеопротерозойской эры, продолжался 2050-1800 миллионов лет назад (хронометрическая датировка, не базирующаяся на стратиграфии).
Вторая половина периода отмечена интенсивным горообразованием практически на всех континентах. Вероятно, в течение орозирия атмосфера Земли стала окислительной (богатой кислородом), благодаря фотосинтезирующей деятельности цианобактерий.
В орозирии Земля испытала два крупнейших из известных астероидных ударов. В начале периода, 2023 млн лет назад, столкновение с крупным астероидом привело к образованию астроблемы Вредефорт. Ближе к концу периода новый удар привел к образованию медно-никелевого рудного бассейна в Садбери.
Статерийский период
Статерий - заключительный геологический период палеопротерозойской эры. Продолжался 1800-1600 миллионов лет назад (хронометрическая датировка, не базирующаяся на стратиграфии).
В течение статерия сформировались ядерные живые организмы.
Период характеризуется появлением новых платформ и окончательной кратонизацией складчатых поясов. Формируется суперконтинент Колумбия.
Мезопротерозойская эра
Мезопротерозой - геологическая эра, часть протерозоя. Продолжался от 1,6 до 1,0 млрд лет назад.
Мезопротерозой разделен на три периода:
Калимий
Эктазий
Калимийский период
Калимийский период - первый период мезопротерозойской эры. Продолжался 1600-1400 миллионов лет назад (хронометрическая датировка, не базирующаяся на стратиграфии).
Период характеризуется расширением существующих осадочных чехлов и появлением новых континентальных плит в результате отложения осадков на новых кратонах.
В ходе калимия около 1500 миллионов лет назад распался суперконтинент Колумбия.
Эктазийский период
Эктазийский период - второй геологический период мезопротерозойской эры, продолжавшийся 1400-1200 миллионов лет назад (хронометрическая датировка, не базирующаяся на стратиграфии).
Название период получил из-за продолжавшегося осадконакопления и расширения осадочных чехлов.
В породах с канадского острова Сомерсет возрастом 1200 миллионов лет были обнаружены ископаемые красные водоросли - древнейшие из известных многоклеточных.
Стенийский период - заключительный геологический период мезопротерозойской эры, продолжавшийся 1200-1000 миллионов лет назад (хронометрическая датировка, не базирующаяся на стратиграфии).
Название происходит от узких полиметаморфических поясов, сформировавшихся в этом периоде.
В стении сложился суперконтинент Родиния.
К этому периоду относятся наиболее ранние ископаемые останки эукариот, размножавшихся половым путем.
Неопротерозойская эра
Неопротерозой - геохронологическая эра (последняя эра протерозоя), начавшаяся 1000 млн лет назад и завершившаяся 542 млн лет назад.
В это время древний суперконтинент Родиния распался как минимум на 8 фрагментов, в связи с чем прекратил существование древний суперокеан Мировия. Во время криогения наступило самое масштабное оледенение Земли - льды достигали экватора (Земля-снежок).
К позднему неопротерозою (эдиакарий) относятся древнейшие ископаемые останки крупных живых организмов, так как именно в это время у живых организмов начинает вырабатываться некое подобие твердой оболочки или скелета. Большинство фауны неопротерозоя не может считаться предками современных животных, и установить их место на эволюционном древе весьма проблематично.
Неопротерозой разделен на три периода:
Криогений
Эдиакарий
Тонийский период
Тоний - первый геохронологический период неопротерозоя. Начался 1 млрд лет до н. э. и закончился 850 млн лет до н. э. В этот период начался распад суперконтинента Родиния.
Криогенийский период
Криогений - второй геохронологический период неопротерозоя. Начался 850 млн лет (чисто хронометрическая датировка) и закончился около 635 млн лет назад (стратиграфическая датировка). Согласно гипотезе «Земли-снежка», в это время произошло самое сильное, вплоть до экватора, оледенение Земли.
Эдиакарийский период
Эдиакарий - последний геологический период неопротерозоя, протерозоя и всего докембрия, непосредственно перед кембрием. Длился примерно с 635 по 541 млн лет до н. э. Название периода образовано от названия Эдиакарской возвышенностив Южной Австралии. Официально название утверждено Международным союзом геологической науки в марте 2004 и объявлено в мае того же года. До утверждения официального международного названия в русскоязычной литературе использовался термин «вендский период» или «венд». Этот термин употреблялся также в зарубежной литературе (англ. Vendian period).
Землю населяли мягкотелые существа - вендобионты - первые из известных и широко распространенных многоклеточных животных.
В отложениях этого периода остатков живых организмов намного меньше, чем в более новых породах, потому что еще не было организмов со скелетом. Но сохранилось довольно много отпечатков бесскелетных существ.
Фанерозойский эон
Фанерозойский эон - геологический эон, начавшийся около 541 млн лет назад и продолжающийся в наше время, время «явной» жизни. Этот эон начался с кембрийского периода, когда произошло резкое увеличение числа биологических видов и появились организмы, обладающие минеральными скелетами. Предшествующая часть геологической истории Земли называется криптозой, то есть время «скрытой» жизни, поскольку следов ее проявления находят очень мало.
Фанерозойский эон подразделяется на три геологических эры (от более древних к молодым):
Палеозой
Мезозой
Кайнозой
К фанерозою также иногда относят вендский период протерозоя
Наиболее значимые события:
. «кембрийский взрыв», который произошел около 540 миллионов лет назад.
Пять крупнейших вымираний в истории Земли.
Палеозойская эра
Палеозойская эра, палеозой - геологическая эра древней жизни планеты Земля. Самая древняя эра в фанерозойском эоне, следует за неопротерозойской эрой и сменяется мезозойской. Палеозой начался 541 миллиона лет назад и продолжался около 290 миллионов лет. Состоит из кембрийского, ордовикского, силурийского, девонского, каменноугольного и пермского периодов. Палеозойскую группу впервые выделил в 1837 году английский геолог Адам Седжвик. В начале эры южные материки были объединены в единый суперконтинент Гондвану, а к концу к нему присоединились другие континенты и образовался суперконтинент Пангея. Началась эра с кембрийского взрыва таксономического разнообразия живых организмов, а закончилась массовым пермским вымиранием.
Кембрийский период
Кембрий - первый период палеозоя, как и всего фанерозоя. Начался 541 млн лет назад, закончился 485 млн лет назад, продолжался примерно 56 млн лет. Кембрийская система впервые выделена в 1835 г. англ. исследователем А. Седжвиком и получила название от римского наименования Уэльса - Cambria. Он выделил 3 отдела кембрия. Международная комиссия по стратиграфии предложила с 2008 года ввести 4 отдел.
Ордовикский период
Ордовикский период (ордовик) - второй период палеозойской эры. Следует за кембрийским и сменяется силурийским периодом. Начался 485 млн лет назад и продолжался 42 млн лет.
Силурийский период
Силурийский период - третий геологический период палеозоя. Наступил после ордовика, сменился девоном. Начался 443 млн лет назад, длился 24 млн лет. Нижняя граница силура определяется по крупному вымиранию, в результате которого исчезло около 60 % видов морских организмов, так называемому ордовикско-силурийскому вымиранию. Во время Чарльза Лайеля (середина XIX в.) силур считался самым древним геологическим периодом.
Девонский период
Девон - четвертый геологический период палеозоя. Продолжался от 419 до 359 млн лет назад. Длительность - 60 млн лет. Этот период богат биотическими событиями. Жизнь бурно развивалась и осваивала новые экологические ниши.
Девоншир, или Девон - графство в юго-западной Англии, на территории которого распространены геологические породы этого периода. Хотя скальные основания, которые определяют начало девонского периода, довольно отчетливы, точная их датировка неоднозначна. Современная цифра для начала девона - 419,2 ± 3,2, а для конца - 358,9 ± 0,4 млн. лет назад.
Каменноугольный период
Каменноугольный период, сокращенно карбон (С) - геологический период в верхнем палеозое 358,9 ± 0,4 - 298,9 ± 0,15 млн лет назад. Назван из-за сильного углеобразования в это время.
Впервые появляются очертания величайшего суперконтинента в истории Земли - Пангеи. Пангея образовалась при столкновении Лавразии (Северная Америка и Европа) с древним южным суперконтинентом Гондваной. Незадолго до столкновения Гондвана повернулась по часовой стрелке, так что ее восточная часть (Индия, Австралия, Антарктида) переместилась к югу, а западная (Южная Америка и Африка) оказалась на севере. В результате поворота на востоке появился новый океан - Тетис, а на западе закрылся старый - океан Рея. В то же время океан между Балтикой и Сибирью становился все меньше; вскоре эти континенты тоже столкнулись.
Пермский период
Пермь - геологический период, последний период палеозоя. Начался 298,9 ± 0,15 млн лет назад, закончился 252,17 ± 0,06 млн лет назад, то есть длился 47 млн лет. Подстилается каменноугольной системой палеозоя и перекрывается триасовой системой мезозоя.
Мезозойская эра
Мезозой - участок времени в геологической истории Земли от 252 млн до 66 млн лет назад, вторая из трех эр фанерозоя. Впервые выделен в 1841 году британским геологом Джоном Филлипсом.
Мезозой - эра тектонической, климатической и эволюционной активности. Происходит формирование основных контуров современных материков и горообразование на периферии Тихого, Атлантического и Индийского океанов; разделение суши способствовало видообразованию и другим важным эволюционным событиям. Климат был теплым на протяжении всего временного периода, что также сыграло важную роль в эволюции и образовании новых видов животных. К концу эры основная часть видового разнообразия жизни приблизилась к современному ее состоянию.
Триасовый период
Триасовый период - геологический период, первый этап мезозоя; следует за пермским периодом, предшествует юрскому. Продолжался около 51 млн лет - от 252 до 201 млн лет назад. Введен Ф. Альберти в 1834 году, назван по наличию в континентальных триасовых отложениях Западной Европы трех слоев: пестрого песчаника, раковинного известняка и кейпера.
Юрский период
Юрский период - средний период мезозоя. Начался 201,3 ± 0,2 млн лет назад, длился примерно 56 млн лет.
Впервые отложения данного периода были описаны в Юре (горы в Швейцарии и Франции), отсюда и произошло название периода. Отложения того времени довольно разнообразны: известняки, обломочные породы, сланцы, магматические породы, глины, пески, конгломераты, сформировавшиеся в разнообразнейших условиях.
Меловой период
Меловой период, или мел, - последний геологический период мезозойской эры. Продолжался около 79 миллионов лет - от 145 до 66 млн лет назад.
Кайнозойская эра
Кайнозой (кайнозойская эра) - эра в геологической истории Земли протяженностью в 66 миллионов лет, начиная с великого вымирания видов в конце мелового периода по настоящее время. Кайнозой делится на палеоген, неоген и четвертичный период (антропоген). Первые два раньше называли третичным периодом.
Палеогеновый период
Палеоген, палеогеновый период - геологический период, первый период кайнозоя. Начался 66,0 млн лет назад, закончился 23,03 млн лет назад. Продолжался 43 млн лет.
Палеоген делят на три эпохи: палеоцен продолжительностью 10 млн лет, эоцен продолжительностью 22,1 млн лет и олигоцен продолжительность 10,9 млн лет, которые в свою очередь делят на несколько веков.
Палеоценовая эпоха
Палеоцен - первая геологическая эпоха палеогенового периода. Охватывает период от 66,0 до 56,0 миллионов лет назад. За ним следует эоцен.
Палеоцен разделяется на три века (яруса):
Датский ярус (66,0-61,6 млн лет);
Зеландский ярус (61,6-59,2 млн лет);
Танетский ярус (59,2-56,0 млн лет).
На границе палеоцена и эоцена произошел позднепалеоценовый термальный максимум.
Эоценовая эпоха
Эоцен - геологическая эпоха палеогенового периода, продолжавшаяся от 56,0 до 33,9 миллионов лет назад. Следует за палеоценом и сменяется олигоценом.
Название «эоцен» греческого происхождения, его предложил шотландский геолог Чарлз Лайель.
Основным событием эоцена было появление первых «современных» млекопитающих.
Эпоха эоцена характеризуется развитием тропической растительности. Отложения эпохи эоцена дали начало месторождениям нефти, газа, бурого угля.
В эту эпоху произошли значительные трансгрессии морей.
Олигоценовая эпоха
Олигоцен - последняя эпоха палеогенового периода, начавшаяся 33,9 миллионов лет назад и закончившаяся 23,03 миллионов лет назад. Олигоцен следует за эоценом и сменяется миоценом, открывшим неогеновый период.
На протяжении олигоцена произошло похолодание климата. Широкое развитие получили млекопитающие, включая ранних слонов и мезогиппусов, предков современной лошади. В эту эпоху вымирают более древние виды млекопитающих.
Неогеновый период
Неоген - геологический период, второй период кайнозоя. Начался 23,03 миллионов лет назад, закончился лишь 2,588 миллиона лет назад. Продолжался, таким образом, 20,4 млн лет.
Миоценовая эпоха
Миоцен - эпоха неогенового периода, начавшаяся 23,03 миллиона лет назад и закончившаяся 5,333 миллиона лет назад. Миоцен следует за олигоценом и сменяется плиоценом.
Автор термина - шотландский ученый Чарльз Лайель, предложивший разделить третичный период на четыре геологических эпохи (включая миоцен) в первом томе его книги «Основы геологии» (1830) (в изобретении термина ему также помогал его друг - В. Вьювелл (Rev. W. Whewell). Лайель объясняет свое название тем, что меньшая часть (18 %) окаменелостей (которые он тогда изучал) этой эпохи может быть соотнесена с современными (новыми) видами.
Плиоценовая эпоха
Плиоцен - эпоха неогенового периода, начавшаяся 5,333 миллиона лет назад и закончившаяся 2,588 миллионов лет назад. Плиоценовая эпоха сменила миоценовую и сменилась плейстоценовой.
Автор термина - шотландский ученый Чарльз Лайель, предложивший разделить третичный период на четыре геологических эпохи (включая древний и новый плиоцен) в первом томе его книги «Основы геологии» (1830) (в изобретении термина ему также помогал его друг - преподобный В. Вьювелл (Rev. W. Whewell). Лайель объясняет свое название тем, что основная часть окаменелостей (которые он тогда изучал) этой эпохи может быть соотнесена с современными (новыми) видами.
Подразделяется на следующие века (ярусы):
Пьяченцский (3,600-2,588 млн лет назад)
Занклский (5,333-3,600 млн лет назад)
Это самый короткий геологический период, но именно в нем сформировалось большинство современных форм рельефа и произошло множество существенных (с точки зрения человека) событий истории Земли, важнейшие из которых - ледниковая эпоха и появление человека. Продолжительность четвертичного периода так мала, что обычные методы относительного и изотопного определения возраста оказались недостаточно точны и чувствительны. На таком коротком интервале времени применяется прежде всего радиоуглеродный анализ и другие методы, основанные на распаде короткоживущих изотопов. Специфика четвертичного периода по сравнению с другими геологическими периодами вызвала к жизни особую ветвь геологии - четвертичную
Четвертичный период подразделяется на плейстоцен и голоцен.
Плейстоценовая эпоха
Плейстоцен- эпоха четвертичного периода, начавшаяся 2,588 миллиона лет назад и закончившаяся 11,7 тысяч лет назад.
Плейстоценовая эпоха сменила плиоценовую и сменилась голоценовой.
Автор термина - шотландский геолог и археолог Чарльз Лайель, предложивший разделить третичный период на четыре геологических эпохи (включая «древний» и «новый плиоцен») в первом томе его книги «Основы геологии» (1830). В 1839 году он предложил использовать термин «плейстоцен» для «нового плиоцена».
Евразия и Северная Америка в плейстоцене имели разнообразный животный мир, в который входили мамонты, шерстистые носороги, пещерные львы, бизоны, яки, гигантские олени, дикие лошади, верблюды, медведи (как существующие ныне, так и вымершие), гигантские гепарды, гиены, страусы, многочисленные антилопы. В позднем плейстоцене большая часть существовавшей мегафауны вымерла. В Австралии исчезли сумчатые львы и дипротодоны - самые крупные (размером с носорога)сумчатые, когда-либо существовавшие на Земле. Предполагается, что вымирание вызвали первобытные охотники в конце последнего ледникового периода, либо вымирание произошло в результате изменения климата или комбинации этих факторов.
В настоящее время в России и США ведутся работы по восстановлению плейстоценовой мегафауны.
Голоценовая эпоха
Голоцен - эпоха четвертичного периода, которая продолжается последние 11 700 лет вплоть до современности. Граница между голоценом и плейстоценом установлена на рубеже 11 700 ± 99 лет назад относительно 2000 года.
В феврале 2012 года Национальная академия наук США опубликовала доклад, подтверждающий падение метеорита в Мексике 13 тыс. лет назад, вызвавшее резкое окончание последнего ледникового максимума в позднем дриасе и массовое вымирание фауны.
Палеонтологи не выделяют отдельных этапов развития фауны в голоцене.
Перемещение континентов за последние 10 000 лет было незначительным - не более чем на километр. В то же время уровень моря поднялся примерно на 135 (+-20) метров от современного уровня мирового океана в результате таяния ледников. Кроме того, многие области были придавлены ледниками, и поднялись в позднем плейстоцене и голоцене примерно на 180 метров.
Поднятие уровня моря и временное придавливание земли привели к тому, что моря временно вторглись на территории, которые теперь далеки от них. Голоценовые морские ископаемые находят на территориях Вермонта, Квебека, Онтарио и Мичигана.
лекция 17 Геохронология.doc
ВОЗРАСТ ЗЕМНОЙ КОРЫ И ПЕРИОДИЗАЦИЯ ИСТОРИИ ЗЕМЛИЗнание исторического развития человеческого общества, живой и неживой природы, природных событий геологического прошлого имеет важное значение не только потому, что при этом раскрывается логическая связь между теми или иными событиями, но и потому, что выявляются закономерности возникновения и эволюции Земли и тем самым определяются законы развития природы, общества и человека. Все эти знания необходимы не только для того, чтобы выявить закономерности происхождения и размещения полезных ископаемых, которые так необходимы для развития человеческих цивилизаций, но и для углубленного изучения современных геологических процессов и предсказания будущего. Изучая современное строение Земли, геологи сталкиваются с ее прошлым, с разнообразными по масштабам и формам проявления геологическими событиями. Но в первую очередь геологи сталкиваются с проблемой геологического времени.
^ Геологическое время. Относительное и абсолютное летоисчисления
Когда, каким образом и в каких масштабах происходили в прошлом те или иные события, нередко охватывающие всю планету, - перемещения материков, рождение океанов, наступления (трансгрессии) и отступления (регрессии) моря, землетрясения, извержения вулканов? Как возникали, жили, расселялись, эволюционировали и вымирали организмы, которые сегодня находятся в окаменевшем состоянии в толщах горных пород? Все эти и многие другие вопросы, начиная с самых древнейших времен, всегда волновали ученых.
Правильное представление об огромной длительности геологического времени укоренилось в научной литературе далеко не сразу. Продолжительное время не только господствовал религиозный догмат о божественном акте происхождения Земли, но и существовало представление о том, что наша планета очень молода. Безоговорочно принималось, что Земля и вся Вселенная возникли в течение нескольких дней около 6000 лет назад. Однако передовые мыслители и естествоиспытатели античности, а затем и ученые эпохи Возрождения стали высказывать мнения о большой длительности истории Земли, о многогранности и огромной масштабности происходивших на ее поверхности и в недрах геологических процессов.
Развитие точных наук - механики и астрономии, химии и физики - дали возможность по-новому подойти к времени происхождения Земли и возрасту слагающих земную кору горных пород. Однако библейские тексты еще долгое время сдерживали прогрессивные и в целом правильные представления. Даже такой знаменитый естествоиспытатель, как И. Ньютон, с именем которого связана целая эпоха в физике и механике, признавал авторитет Священного Писания и на основе библейского текста вычислил, что Земля будто бы существует всего 6030 лет.
Ж. Бюффон, автор многотомной «Естественной истории», к оценке возраста Земли подошел довольно оригинально. Он был автором космогонической гипотезы о происхождении Земли как обломка Солнца, оторванного ударом гигантской кометы. Эта гипотеза в свое время была общепризнанной и получила широкое распространение. Он считал, что возраст Земли можно определить опытным путем на основании вычисления времени остывания гигантского раскаленного шара. Ведь в то время считалось, что Земля вначале была огненным шаром. На основании этого Ж. Бюффон оценил продолжительность истории Земли в 775 тыс. лет.
К вопросу о возрасте Земли и о геологическом времени ученые подходили с разных позиций - от вычисления скорости осадконакопления до продолжительности жизни отдельных особей, видов, родов, сообществ, семейств и отрядов животного и растительного царств.
В настоящее время на основании определений возраста образования минералов, слагающих горные породы (абсолютный или изотопный возраст, см. ниже), установлено, что самые древние горные породы на Земле возникли около 4 млрд лет назад, а образование планеты Земля произошло 4,66 млрд лет назад.
Любые геологические исследования начинаются с определения состава отложений, с последовательности их образования, взаимного расположения слоев и напластований. Все это необходимо для того, чтобы с максимальной достоверностью показать распространенность, реконструировать условия образования осадков и пластов, раскрыть геологическую историю развития региона и расшифровать характер событий, которые оказались запечатленными в толщах горных пород, а также определить, происходили ли все эти события в одно и то же время либо в разное, а затем оценить, какое событие произошло раньше, а какое позже.
Раздел геологической науки, изучающей слои земной коры, их взаимное расположение и последовательность возникновения, называют стратиграфией (от лат. «стратум» - слой, «графо» - пишу, описываю). В задачу этой науки входят расчленение осадочных и вулканогенных пород на отдельные слои или пачки, определение содержащихся в них остатков ископаемой фауны и флоры, установление возраста слоев или пачек, сопоставление выделенных слоев в одном разрезе с соседними, составление сводного разреза отложений региона, а также разработка региональных стратиграфических шкал и определение ее соотношения с существующей единой или Международной стратиграфической шкалой. Но для того чтобы решить все поставленные выше задачи, необходимо в первую очередь установить возраст слагающих толщи пород.
Давно было замечено, что нижележащие слои горных пород в своем ненарушенном состоянии всегда древнее вышележащих. В 1669 г. Н.Стено установил закон, который носит название «закон последовательности напластований». Это положение дает возможность провести лишь относительную датировку слоев и событий (один моложе или древнее другого), но не позволяет оценить количественно продолжительность геологического времени, даже если в слоях земной коры встречаются ископаемые остатки организмов.
Современные представления о геологическом времени и возрасте Земли сложились на основе почти 300-летнего исследования. По взаимному залеганию слоев горных пород различного состава еще в XVIII в. были предприняты попытки установить временную последовательность осадконакопления. Итальянский геолог Дж.Ардуино во время работы на севере Апеннин предложил различать четыре типа гор:
Примитивные или минеральные, сложенные кристаллическими породами без органических остатков;
Вторичные, состоящие из мраморов и слоистых известняков с морскими ископаемыми;
Третичные - низкие горы и холмы, сложенные гравием, глинами, мергелями с обильными остатками морских животных;
Четвертичные - земляные и каменные выносы горных потоков.
Эту терминологию использовали в других районах Европы, а названия «третичные» и «четвертичные» сохранились до наших дней.
По напластованиям осадочных горных пород, особенно тогда, когда слои располагаются горизонтально, можно отчетливо установить относительную геологическую хронологию, т.е. временную последовательность . После того как установлено взаимное расположение пластов по особенностям их строения, происходит прослеживание однородных пластов на расстоянии, даже если они находятся на разных уровнях. В каждом природном обнажении, если мы точно знаем, что пласты находятся в ненарушенном состоянии, более глубокие (нижележащие) слои всегда древнее перекрывающих.
Изучение относительной возрастной последовательности осадочных пород по условиям взаимного залегания пластов позволяет построить стратиграфическую колонку (рис. 6.1).
Установление возрастной последовательности напластований в одном обнажении не представляет особой трудности. Каким же образом можно сравнивать между собой довольно далеко отстоящие друг от друга обнажения? Где, на каком уровне располагаются одновозрастные образования в далеко отстоящих друг от друга обнажениях? Здесь появляются трудности. Одно дело, если одновозрастные слои слагаются одинаково, а если они разные? Особенно большие сложности, которые оказываются труднопреодолимыми, возникают тогда, когда изучаются и сравниваются между собой стратиграфические разрезы удаленных друг от друга стран и особенно континентов. Еще в XVIII в. естествоиспытатели обратили внимание на то, что слои осадочных пород, содержат ископаемые останки животных в виде раковин и скелетов, а также отпечатки растений. Ископаемые остатки в нижележащих пластах отличались от более молодых, и
Рис. 6.1. Последовательность напластований и сопоставление отложений в виде стратиграфических колонок:
^ А -Г- районные обнажения; 1 ~ глинистый сланец морской; 2 - аргиллит морской; 3 ~ песчаник континентальный; 4 - известняк морской; 5 - поверхность размыва
тем сильнее были эти отличия, чем древнее оказывались слои, содержащие остатки ископаемых организмов. Было замечено, что пласты морских осадочных пород одного и того же возраста содержат одинаковые остатки древних организмов. Это дало возможность геологам разработать один из важнейших методов расчленения и сопоставления разрезов. Здесь на помощь пришел палеонтологический метод.
Палеонтология - одна из самых увлекательных наук геологического и биологического профиля. Она занимается изучением ископаемых остатков животных и растений, определением их систематического состава в общей иерархии и их строения, которые в целом способствуют установлению закономерностей эволюционного развития органического мира.
В начале XIX в. возникла реальная возможность построения сводной геологической шкалы относительной хронологии. Ее относительность вытекает из того, что анализ и определение видовой или родовой принадлежности ископаемых остатков не могут точно указать время образования горных пород , их заключающих, и продолжительность существования самих организмов, но позволяют определить относительную древность, молодость или одновозрастность напластований относительно какого-то заранее взятого слоя и провести сопоставления. Менее полувека потребовалось для создания шкалы относительной геохронологии. Она выражала последовательность во времени тех или иных геологических событий в истории земной коры, которые оказались запечатленными в напластованиях осадочных горных пород.
На основе этапности развития органического мира и минерального состава вмещающих их осадочных образований в течение XIX в. были установлены все известные в настоящее время и широко применяемые стратиграфические единицы - эратемы, системы, отделы и ярусы . Самой крупной стратиграфической единицей является эратема, в состав которой входит несколько систем. В свою очередь системы состоят из отделов и ярусов. Каждой стратиграфической единице присвоены собственные названия. В начале XIX в. В. Смит предложил палеонтологический метод, который был, затем детально разработан Ж. Кювье и А. Броньяром. Важную роль в этом методе играют те группы организмов, которые существовали в течение короткого времени и были распространены во всех морях и океанах и на многих континентах. Такие роды и виды организмов оказались своеобразными реперами в геологической истории и получили название руководящих ископаемых . Руководящими формами ископаемых организмов в континентальных отложениях являются скелеты динозавров или их фрагменты, скелеты птиц, хоботных, приматов, лошадей и следы их жизнедеятельности организмов (отпечатки следов, кладки яиц), а также остатки растений (отпечатки листовой флоры, остатки фрагментов веток, стволов, побегов, минерализованные окремненные либо известковые остатки). Среди морских организмов руководящими являются граптолиты, трилобиты, брахиоподы, мшанки, головоногие моллюски (аммониты и белемниты), ряд представителей брюхоногих и двустворчатых моллюсков, а также фораминиферы, радиаолярии, диатомеи. Недавно научились выделять из осадков мельчайшие организмы - нанопланктон, а также споры и пыльцу растений.
^ Геологическое летоисчисление
Геологи давно обратили внимание, что вся история нашей планеты делится на две неравные части. Древняя более продолжительная ее часть трудна для изучения палеонтологическим методом, так как не содержит ископаемых остатков, а сами осадочные толщи изменены процессами метаморфизма и внедрениями магматических пород. Хорошо изучена молодая часть каменной летописи, поскольку осадочные напластования в ней содержат многочисленные остатки организмов, сохранность и количество которых возрастают по мере приближения к современной эпохе. Эту молодую часть истории земной коры американский геолог Ч. Шухерт назвал фанерозойским эоном , т. е. временем очевидной жизни. Эон - это промежуток времени, объединяющий несколько геологических эр. Его стратиграфическим аналогом является эонотема.
Более древнюю и продолжительную часть геологической истории Ч. Шухерт назвал криптозоем, или временем со скрытым развитием жизни. Довольно часто этот отрезок геологического времени называют докембрием. Это название сохранилось с середины XIX в., когда была установлена последовательность геологических систем. Все более древние отложения, залегающие ниже кембрийской системы, стали именоваться докембрием. В настоящее время в составе криптозоя выделяют три эонотемы:
катархей, архей, протерозой.
Широкая распространенность вышележащих отложений, большое количество ископаемых органических остатков и относительная доступность предопределили их лучшую изученность и обусловили более детальную их расчлененность. Английский геолог Дж.Филлипс в 1841 г. в составе фанерозоя выделил три эратемы палеозойскую - эру древней жизни, мезозойскую - эру средней жизни и кайнозойскую ~ эру новой жизни.
Более мелкими стратиграфическими единицами, чем эратемы являются системы, отделы и ярусы. Им присвоены имена преимущественно по названиям тех местностей, где они были впервые описаны и установлены, или по каким-то иным характерным признакам. Так, свое название кембрийская система получила от римского наименования Уэльса - Сат bri а, ордовикская и силурийская системы - по названию древних племен, живших на территории современной Англии, девонская система - по графству Девоншир в Англии, каменноугольная, или карбоновая, - по названию каменного угля, пермская - от г. Пермь, где она была впервые обнаружена и изучена, триас - от объединения трех толщ в Европе, последовательно залегающих одна над другой, юрская - от Юрских гор в Швейцарии, меловая - от широко распространенного белого писчего мела, палеогеновая и неогеновая системы, ранее входившие в состав третичной, свои названия получили от местоположения в составе третичной системы - древней и молодой. Только название «четвертичная система» сохранилось с XVIII в.
Единая международная стратиграфическая шкала представлена в табл. 6.1 и 6.2. Эта шкала дает представление не только о последовательности напластований, но и об относительном времени, поэтому ее называют единой геохронологической шкалой . Стратиграфическая последовательность слоев и их относительное время образования называют одними и теми же именами. Для того чтобы отличать время образования слоев от последовательности напластований, необходимо давать название времени (период, эпоха, век) или название напластования (система, отдел, ярус).
Общим стратиграфическим подразделениям соответствуют геохронологические эквиваленты (табл. 6.3).
Кроме палеонтологического метода существует палеомагнитный метод определения относительного возраста горных пород. Его относительность вызвана только тем, что он тесно привязан к существующей геохронологической шкале.
^ Палеомагнитный метод основан на том, что горные породы, содержащие ферромагнитные минералы, образовались в магнитном поле Земли и, обладая свойством магнитной восприимчивости, запечатлели положение векторов существовавшего в момент своего образования магнитного поля. Это свойство называют остаточной намаг ниченностью. С изменением положения слоев горных пород относительно магнитного поля или изменения положения самого магнитного поля часть «врожденной» намагниченности сохраняется. Это естественная остаточная намагниченность или палеомагнетизм. Остаточная намагниченность сохраняет направление - полярность того магнитного поля, в котором произошло намагничивание. Установлено, что в истории Земли многократно происходила смена полярности магнитного поля, когда северный и южный полюсы менялись местами.
Таблица 6.1
^
Подразделения архея и протерозоя
| Зон | Геохронологические подразделения | Время, млн лет назад |
|
| Фанерозой | Кембрий | 570 |
|
| Венд | 680 -650 ±20 |
||
| Протерозой | Рифей | каратавий | 1050 ± 50 |
| юрматиний | 1400 50 |
||
| бурзяний | 1650 ± 50 |
||
| ранний | 2600 ± 100 |
||
| Архей | ранний | 3000 ± 100 |
|
| поздний | 3500? |
||
Таблица 6,2
^ Геохронологическая шкала фанерозоя
| Эра | Период | Время, млн лет назад | Примечательные события |
|
| Кайнозойская Кz | Четвертичный | 1,65 | Становление человека |
|
| Неогеновый N | плиоцен | 5±1 | Расцвет приматов |
|
| миоцен | 23,5 ± 1 |
|||
| Палеогеновый Р | олигоцен | 37,5 ± 3 | Расцвет лошадей и фауны открытых пространств |
|
| эоцен | 53,5 3 | Появление первых приматов и лошадей |
||
| палеоцен | 63,5 ± 3 | Расцвет млекопитающих |
||
| Мезозойская Мz | Меловой К | 135 5 | Появление цветковых растений и хищных ящеров |
|
| Юрский I | 205 5 | Расцвет кораллов, аммонитов и динозавров, появление птиц |
||
| Триасовый Т | 230 5 | Появление динозавров и млекопитающих |
||
| Палеозойская Рz | Пермский | 285 15 | Расцвет фузулинид, акул и звероподобных пресмыкающихся |
|
| Каменноугольный, или карбон, С | 360 ± 10 | Расцвет земноводных |
||
| Девонский D | 410 10 | Расцвет рыб, появление первых лесов |
||
| Силурийский S | 435 15 | Расцвет рифообразующих кишечнополостных |
||
| Ордовикский О | 505 ± 15 | Расцвет брахиопод и головоногих моллюсков |
||
| Кембрийский С | 570 20 | Появление беспозвоночных с твердым скелетом |
||
Таблица 6.3
^ Соответствие стратиграфических подразделений геохронологическим
(временным)
Смена полярности сохранилась в изменении остаточной намагниченности пород. В настоящее время разработана шкала смены таких эпох. Палеомагнитный метод является дополнительным методом геохронологического расчленения напластований горных пород. Этот метод особенно важен для расчленения только магматических и осадочных горных пород.
^ Радиогеохронологический возраст
В геологии важно знать не только относительный возраст горных пород, но и по возможности точное время их образования. Как уже отмечалось выше, геохронологическая шкала дает представление только об относительном возрасте, но ничего не может сказать о продолжительности любых геохронологических подразделений, а тем более показать, как и насколько далеко от современного времени она отстоит. Время геологических событий помогают установить радиогеохронологические методы, которые довольно часто называют абсолютными. В абсолютной геохронологии применяется обычная астрономическая система летосчисления - астрономический год - период времени полного обращения Земли вокруг Солнца. Однако употребление слова «абсолютный» неверно ввиду того, что любые результаты не являются абсолютно точными, так как каждое полученное значение несет в себе определенную, а порой и существенную ошибку. Радиогеохронологический возраст показывается как приблизительная величина с допустимой ошибкой. Размер ошибки возрастает по мере удаления в глубь истории. Кроме того, надо иметь в виду, что продолжительность современного астрономического года не полностью соответствует продолжительности года в палеозое и тем более в протерозое или архее (допустимы разные скорости вращения Земли по солнечной орбите или изменение траектории самой орбиты). Поэтому лучше говорить не об абсолютном, а о радиогеохронологическом или радиометрическом возрасте.
Данный метод основан на явлении радиоактивного распада элементов, находящихся в горных породах или минералах. Для его определения используют радиоактивные изотопы урана, тория, рубидия, калия, углерода и водорода. Период полураспада нестабильного элемента точно известен, и метод определения возраста минерала заключается в том, чтобы найти отношение массы вновь образованного химического элемента к массе материнского изотопа в минерале. Отсчет времени по атомным часам начинается сразу же после кристаллизации данного минерала, который все последующее время вел себя как замкнутая система и сохранял как все продукты распада, так и количество исходного материнского изотопа, которое осталось после распада.
Сегодня наука, занимающаяся определением абсолютного возраста минералов и горных пород, называется радиологией . В ее арсенале имеются множество методов и методик, благодаря которым определение радиогеохронологического возраста постоянно совершенствуется (табл. 6.4).
Как видно из этой таблицы, различные изотопы могут использоваться для определения возраста в разных временных диапазонах. Так, радиоактивный углерод 14 С, образующийся в верхних слоях атмосферы в результате действия космических лучей на атом азота 14 "М, используется для определения возраста древесины и торфа в пределах 50 тыс. лет. Это позволяет применять его для временной характеристики событий в конце плейстоцена и голоцена, а также в археологии. Большое влияние на отношения 14 С/ 12 С оказывают проводимые в последние полвека испытания ядерного оружия, а также работы атомных реакторов и ускорителей. Изотопы с большим периодом полураспада применяются для определения возраста докембрийских пород, которые формировались более 1 млрд лет назад. Широко используются уран-свинцовый, торий-свинцовый, свинец-свинцовый, калий-аргоновый, рубидий-стронциевый, самарий-ниодимовый и некоторые другие изотопные методы. Каждый их них имеет свои достоинства и недостатки.
^ Изотопы, используемые для определения радиогеохронологического возраста
Таблица 6.4
| Материнский изотоп | Конечный продукт | Период полураспада, млрд лет |
| 147 Sm | 143 Nd Не | 106 |
| 238 U | 206 Рb 8 Не | 4,46 |
| 235 U | 208 Рb 77 Не | 0,70 |
| 232 Th | 208 Рb 6 Не | 14,0 |
| 87 Rb | 87 Sг р | 48,8 |
| 40 K | 40 Аг 40 Са | 1,30 |
| 14 C | 14 N | 5730 лет |
Благодаря радиогеохронологическим методам устанавливается возраст магматических и осадочных горных пород, а для метаморфических пород определяется лишь время воздействия на эти породы высоких температур и давления. Данные радиогеохронологического возраста фанерозойской геохронологической шкалы в виде абсолютных цифр даются в специальной колонке (см. табл. 6.1 и 6.2). Возраст каждого геохронологического подразделения определен исходя из возраста нижележащих и вышележащих отложений. Разность между ними дает продолжительность данного подразделения.
Изотопный возраст наиболее древних пород Земли составляет 3,8 - 4,0 млрд лет, а возраст древнейших обломочных минералов, в частности цирконов, равен 4,3-4,2 млрд лет. Все это свидетельствует о том, что Земля могла возникнуть несколько раньше. Считается, что наша планета возникла 4,66 млрд лет назад. Близкий возраст к обломочным цирконам имеют лунные породы (реголит) и некоторые каменные метеориты.
Трудность изучения архейских и протерозойских отложений в связи с отсутствием в них органических остатков предопределила их слабую стратиграфическую и геохрологическую расчлененность. Пока далекая по своей детальности и совершенству геохронологическая шкала докембрия выглядит, как показано в табл. 6.1.
^ Геологическое время - это время действия геологических процес сов. Существуют относительное и абсолютное летоисчисления. Зем ля возникла 4,66 млрд лет назад, а земная кора начала формироваться 4,2-4,3 млрд лет назад. Закономерное расположение земных пластов изучает стратиграфия. Для расчленения земных пластов используются палеонтологический и палеомагнитный методы, с помощью которых оп ределяется относительный возраст. Абсолютная геохронология или ра диогеохроногия устанавливает возраст осадочных и магматических об разований на основе распада радиоактивных изотопов. Наиболее круп ной геохронологической единицей являются криптозой и фанерозой. Крип тозой разделяется на катархей, архей и протерозой, а фанерозой - на палеозой, мезозой и кайнозой. В свою очередь, палеозой делится на шесть геологических систем или периодов (кембрий, ордовик, силур, девон, карбон и пермь), мезозой - на три (триас, юра и мел), кайнозой также на три (палеоген, неоген и четвертичный).
Контрольные вопросы
В чем заключается суть геологического возраста?
На чем основаны относительное и абсолютное летоисчисления?
Каков возраст Земли?
Что изучает стратиграфия?
В чем заключается палеонтологический метод?
На чем основано определение возраста палеомагнитным методом?
Каков принцип составления стратиграфической колонки?
Какие существуют зоны и эратемы?
На какие периоды разделяются палеозой, мезозой, кайнозой?
раста?
Литература
Войткевич Г. В. Геология хронологии Земли. М., 1984. ДрущицВ.В., ОбручеваО.П. Палеонтология. М, 1971. Хаин В. Е., Короновский Я, В., Ясаманов Н. Л. Историческая геология. М., 1997.
Глава 7
^ ГЛАВНЫЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ СОБЫТИЯ В ИСТОРИИ ЗЕМЛИ
В геологической истории Земли за длительное время ее существования происходили различные события. Эпохи необычайно интенсивной магматической деятельности сменялись длительными периодами со слабым проявлением вулканической и магматической активности. Эпохи усиленного магматизма характеризовались высокой степенью тектонической активности, т.е. значительными горизонтальными перемещениями континентальных блоков земной коры, возникновением складчатых деформаций, разрывными нарушениями, вертикальными движениями отдельных блоков, а в периоды относительного спокойствия геологические изменения рельефа земной поверхности оказывались слабыми.
Данные о возрасте изверженных пород, полученные различными методами радиогеохронологии, дают возможность установить существование сравнительно коротких эпох магматической и тектонической активности и длительных периодов относительного покоя. Это, в свою очередь, позволяет провести естественную периодизацию истории Земли по геологическим событиям, по степени магматической и тектонической активности. Сводные данные о возрасте изверженных пород, по сути дела, являются своеобразным календарем тектонических событий в истории Земли.
^ 7Л. История тектонических событий Земли
О первых годах существования Земли, древнее 3,8 млрд лет, можно говорить только на основании косвенных показателей, так как практически полностью отсутствуют фактические геологические данные. Считается, что в начальный период существования Земли на ней действовал активный вулканизм и изливались базальтовые и гиперба-
