Этапы развития планеты. Большое значение для географической науки имеет умение определять возраст Земли и земной коры, а также время значительных событий, произошедших в истории их развития. История развития планеты Земля делится на два этапа: планетарный и геологический.
Планетарный этап охватывает период времени от зарождения Земли как планеты и до образования земной коры. Научная гипотеза об образовании Земли (как космического тела) появилась на основе общих взглядов на зарождение других планет, входящих в состав Солнечной системы. О том, что Земля - одна из 8 планет Солнечной системы, вы знаете из курса 6 класса. Планета Земля образовалась 3,5- 5 млрд лет назад. Этот этап закончился с появлением первичных литосферы, атмосферы и гидросферы (3,7-3,8 млрд лет назад).
Геологический этап начался с момента появления первых зачатков земной коры, который и продолжается по настоящее время. В этот период образовались различные горные породы. Земная кора не раз подвергалась медленным поднятиям и опусканиям под влиянием внутренних сил. В периоды опускания территории затапливались водой и на дне откладывались осадочные породы (пески, глины и др.), а в периоды поднятия дна моря здесь возникали равнины, сложенные этими осадочными породами.
Таким образом, первоначальное строение земной коры стало изменяться. Этот процесс продолжался непрерывно. На дне морей и впадин материков накапливался осадочный слой горных пород, среди которых находились остатки растений и животных. Каждому геологическому периоду соответствуют их определенные вилы, потому что органический мир находится в постоянном развитии.
Определение возраста горных пород. Для того чтобы определить возраст Земли и представить историю ее геологического развития, используют методы относительного и абсолютного летосчисления (геохронологию).
Чтобы определить относительный возраст горных пород, необходимо знать закономерности последовательного залегания слоев осадочных горных пород разного состава. Суть их состоит в следующем: если слон осадочных горных пород залегают в ненарушенном состоянии, так, как они один за другим отлагались на дне морен, то это значит, что слой, лежащий внизу, отложился раньше, а слой, лежащий выше, образовался позднее, следовательно, он моложе.
Действительно, если не будет нижнего слоя, то ясно, что покрывающий его верхний слой не может образоваться, поэтому чем ниже расположен осадочный слой, тем больше его возраст. Самый верхний слой считается самым молодым.
В определении относительного возраста горных пород большое значение имеет изучение последовательного залегания осадочных пород разного состава и содержащихся в них окаменелых остатков животных и растительных организмов. В результате кропотливой работы ученых но определению геологического возраста горных пород и времени развития растительных и животных организмов была составлена геохронологическая таблица. Она была утверждена на II Международном геологическом конгрессе в 1881 году в Болонье. В ее основе - этапы развития жизни, выявленные палеонтологией. Эта таблица-шкала постоянно совершенствуется. Современное состояние таблицы приведено на с. 45.
Единицами шкалы являются эры. Они делятся на периоды, которые подразделяются на эпохи. Пять самых крупных из этих подразделений (эры) носят названия, связанные с характером существовавшей тогда жизни. Например, ар- хей - время ранней жизни, п[ютерозой - эра первичной жизни, палеозой - эра древней жизни, мезозой - эра средней жизни, кайнозой - эра новой жизни.
Эры подразделяются на менее длительные отрезки времени - периоды (иногда их называют системами). Названия их различны. Одни из них происходят от названий горных пород, которые наиболее характерны для этого времени (например карбоновый период в палеозое и меловой период в мезозое). Большинство периодов названо но тем местностям, в которых наиболее полно представлены отложения того или иного периода и где впервые эти отложения были охарактеризованы. Древнейший период палеозоя - кемб рийский получил название от Кембрия - древнего государства на западе Англии. Названия следующих периодов па леозоя - ордовикский и силурский - происходят от названий древних племен ордовиков и силуров, населявших территорию нынешнего Уэльса.
Чтобы различать системы геохронологической таблицы, приняты условные знаки. Геологические эры обозначаются индексами (знаками) - начальными буквами их латинских названий (например архей - AR ), а индексы периодов - первой буквой их латинских названий (например пермский Р).
Определение абсолютного возраста горных пород началось в начале XX века, после того как был открыт закон распада радиоактивных элементов. Суть его состоит в следующем. В недрах Земли находятся радиоактивные элементы, например уран. С течением времени он медленно, с постоянной скоростью, распадается на гелий и свинец. Гелий рассеивается, а свинец остается в породе. Зная скорость распада урана (из 100 г урана в течение 74 млн лет выделяется 1 г свинца), по количеству свинца, содержащегося в горной породе, можно подсчитать, сколько лет назад она образовалась.
Использование радиометрических методов позволило определять возраст многих горных пород, слагающих земную кору. Благодаря этим исследованиям удалось установить геологический и планетарный возраст Земли. На основе относительного и абсолютного методов летосчисления и была составлена геохронологическая таблица.
1. На какие этапы делится геологическая история развития Земли?
2. Какой этап развития Земли является геологическим?
3*. Как определяют относительный и абсолютный возраст горных пород?
1. Сравните по геохронологической таблице продолжительность геологических эр и периодов.
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Реферат
Геохронологическая таблица Земли
Выполнил: Конышев Михаил
Введение
Геохронологическая шкала — геологическая временная шкала истории Земли, применяемая в геологии и палеонтологии, своеобразный календарь для промежутков времени в сотни тысяч и миллионы лет.
Согласно современным общепринятым представлениям возраст Земли оценивается в 4,5—4,6 млрд лет. На поверхности Земли не обнаружены горные породы или минералы, которые могли бы быть свидетелями образования планеты. Максимальный возраст Земли ограничивается возрастом самых ранних твёрдых образований в Солнечной системе — тугоплавких включений, богатых кальцием и алюминием (CAI) из углистых хондритов. Возраст CAI из метеорита Allende по результатам современных исследований U-Pb изотопным методом составляет 4568,5±0,5 млн.лет. На сегодня это лучшая оценка возраста Солнечной системы. Время формирования Земли как планеты может быть позже этой даты на миллионы и даже многие десятки миллионов лет.
Последующее время в истории Земли было разделено на различные временные интервалы по важнейшим событиям, которые тогда происходили.
Граница между эрами фанерозоя проходит по крупнейшим эволюционным событиям глобальным вымираниям. Палеозой отделён от мезозоя крупнейшим за историю Земли пермо-триасовым вымиранием видов. Мезозой отделён от кайнозоя мел-палеогеновым вымиранием.
История создания шкалы
Во второй половине XIX века на II—VIII сессиях Международного геологического конгресса (МГК) в 1881—1900 гг. были приняты иерархия и номенклатура большинства современных геохронологических подразделений. В последующем Международная геохронологическая (стратиграфическая) шкала постоянно уточнялась.
Конкретные названия периодам давали по разным признакам. Чаще всего использовали географические названия. Так, название кембрийского периода происходит от лат. Cambria — названия Уэльса, когда он был в составе Римской империи, девонского — от графства Девоншир в Англии, пермского — от г. Перми, юрского — от гор Юрам в Европе. В честь древних племён названы вендский (вменды — нем. название славянского народа лужицких сорбов), ордовикский и силурийский (племена кельтов ордомвики и силумры) периоды. Реже использовались названия, связанные с составом пород. Каменноугольный период назван из-за большого количества угольных пластов, а меловой — из-за широкого распространения писчего мела.
Принцип построения шкалы
геохронологическая шкала земля геология
Геохронологическая шкала создавалась для определения относительного геологического возраста пород. Абсолютный возраст, измеряемый в годах, имеет для геологов второстепенное значение.
Время существования Земли разделено на два главных интервала (эона): Фанерозой и Докембрий (Криптозой) по появлению в осадочных породах ископаемых остатков. Криптозой — время скрытой жизни, в нём существовали только мягкотелые организмы, не оставляющие следов в осадочных породах. Фанерозой начался с появлением на границе Эдиакария (Венд) и Кембрия множества видов моллюсков и других организмов, позволяющих палеонтологии расчленять толщи по находкам ископаемой флоры и фауны.
Другое крупное деление геохронологической шкалы имеет своим истоком самые первые попытки разделить историю земли на крупнейшие временныме интервалы. Тогда вся история была разделена на четыре периода: первичный, который эквивалентен докембрию, вторичный — палеозой и мезозой, третичный — весь кайнозой без последнего четвертичного периода. Четвертичный период занимает особое положение. Это самый короткий период, но в нём произошло множество событий, следы которых сохранились лучше других.
|
Эон (эонотема) |
Эра (эратема) |
(система) |
лет назад |
Основные события |
|
|
Фанерозой |
Кайнозой |
Четвертичный (антропогеновый) |
Конец Ледникового Периода. Возникновение цивилизаций |
||
|
Плейстоцен |
Вымирание многих крупных млекопитающих. Появление современного человека |
||||
|
Неогеновый |
|||||
|
Палеогеновый |
Олигоцен |
33,9 ± 0,1 млн |
Появление первых человекообразных обезьян. |
||
|
55,8 ± 0,2 млн |
Появление первых «современных» млекопитающих. |
||||
|
Палеоцен |
65,5 ± 0,3 млн |
||||
|
145,5 ± 0,4 млн |
Первые плацентарные млекопитающие. Вымирание динозавров. |
||||
|
199,6 ± 0,6 млн |
Появление сумчатых млекопитающих и первых птиц. Расцвет динозавров. |
||||
|
Триасовый |
251,0 ± 0,4 млн |
Первые динозавры и яйцекладущие млекопитающие. |
|||
|
Палеозой |
Пермский |
299,0 ± 0,8 млн |
Вымерло около 95 % всех существовавших видов (Массовое пермское вымирание). |
||
|
Каменноугольный |
359,2 ± 2,8 млн |
Появление деревьев и пресмыкающихся. |
|||
|
Девонский |
416,0 ± 2,5 млн |
Появление земноводных и споровых растений. |
|||
|
Силурийский |
443,7 ± 1,5 млн |
Выход жизни на сушу: скорпионы; появление челюстноротых |
|||
|
Ордовикский |
488,3 ± 1,7 млн |
Ракоскорпионы, первые сосудистые растения. |
|||
|
Кембрийский |
542,0 ± 1,0 млн |
Появление большого количества новых групп организмов («Кембрийский взрыв»). |
|||
|
Докембрий |
|||||
|
Протерозой |
Неопротерозой |
Эдиакарий |
Первые многоклеточные животные. |
||
|
Криогений |
Одно из самых масштабных оледенений Земли |
||||
|
Начало распада суперконтинента Родиния |
|||||
|
Мезопротерозой |
Суперконтинент Родиния, суперокеан Мировия |
||||
|
Первые многоклеточные растения (красные водоросли) |
|||||
|
Палеопротерозой |
Статерий |
||||
|
Орозирий |
|||||
|
Кислородная катастрофа |
|||||
|
Неоархей |
|||||
|
Мезоархей |
|||||
|
Палеоархей |
|||||
|
Появление примитивных одноклеточных организмов |
|||||
|
Катархей |
~4,6 млрд лет назад — формирование Земли. |
Масштабные диаграммы геохронологической шкалы
Представлены три хронограммы, отражающие разные этапы истории земли в различном масштабе.
1. Верхняя диаграмма охватывает всю историю земли;
2. Вторая — фанерозой, время массового появления разнообразных форм жизни;
3. Нижняя — кайнозой, период времени после вымирания динозавров.
Размещено на Allbest.ru
Возраст горных пород и методы их определения
Понятие о геологическом времени. Дегеологическая и геологическая стадии развития Земли. Возраст осадочных горных пород. Периодизация истории Земли. Общие геохронологическая и стратиграфическая шкалы. Методы определения изотопного возраста горных пород.
реферат , добавлен 16.06.2013
Физико-геологические процессы
Внутреннее строение Земли. Понятие мантии как геосферы Земли, которая окружает ядро. Химический состав Земли. Слой пониженной вязкости в верхней мантии Земли (астеносфера), его роль и значение. Магнитное поле Земли. Особенности атмосферы и гидросферы.
презентация , добавлен 21.11.2016
Основные характеристики планеты
Современные представления о внутреннем строении Земли. Радиус гелиоцентрической орбиты. Экспериментальные данные о строении земного шара. Земная кора и геологическое летоисчисление. Особенности геохронологической шкалы. Процессы, формирующие земную кору.
реферат , добавлен 11.11.2009
Эволюционные изменения атмосферы Земли
Особенности состава и строения атмосферы Земли. Эволюция земной атмосферы, процесс ее формирования на протяжении веков. Появление водной среды как начало геологической истории Земли. Содержание и происхождение примесей в атмосфере, их химический состав.
реферат , добавлен 19.11.2009
Палеомагнитная шкала инверсий главного магнитного поля Земли и возраст дна океана
Намагничивание линейных участков океанической коры при инверсиях главного магнитного поля, раздвижения и наращивания океанических плит в рифтовых зонах. Составление геохронологической шкалы палеомагнитных аномалий в процессе морских магнитных съемок.
реферат , добавлен 07.08.2011
Характеристика основных оболочек Земли
Основные оболочки Земли: атмосфера, гидросфера, биосфера, литосфера, пиросфера и центросфера. Состав Земли и ее физическое строение. Геотермический режим Земли и его специфика. Экзогенные и эндогенные процессы и их влияние на твердую поверхность планеты.
реферат , добавлен 08.02.2011
Методы исторической геологии и строение земной коры
Понятие и задачи исторической геологии. Палеонтологические и непалеонтологические методы восстановления геологического прошлого. Определение относительного возраста магматических пород. Периодизация истории Земли. Понятие стратиграфических единиц.
реферат , добавлен 24.05.2010
Современные минералогические модели мантии Земли
Модель строения Земли. Работы австралийского сейсмолога К.Е. Буллена. Состав верхней мантии и мантии ниже границы 670 км. Современное строение Земли. Примеры распределения скоростных аномалий в мантии по данным сейсмической томографии на разных глубинах.
презентация , добавлен 20.04.2017
Внутреннее строение Земли
Образование Земли согласно современным космологическим представлениям. Модель строения, основные свойства и их параметры, характеризующие все части Земли. Строение и мощность континентальной, океанской, субконтинентальной и субокеанской земной коры.
реферат , добавлен 22.04.2010
Внутреннее строение Земли
Создание модели внутреннего строения Земли как одно из самых больших достижений науки XX столетия. Химический состав и строение земной коры. Характеристика состава мантии. Современные представления о внутреннем строении Земли. Состав ядра Земли.
реферат , добавлен 17.03.2010
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХРОНОЛОГИЯ
Очень важной характеристикой горных пород является их возраст. Как было показано выше, от него зависят многие свойства горных пород, в том числе инженерно-геологические. Кроме того, на основе изучения, прежде всего, возраста горных пород историческаягеология воссоздает закономерности развития и образования земной коры. Важным разделом исторической геологии является геохронология– наука о последовательности геологических событий во времени, их продолжительности и соподчиненности, которые она устанавливает благодаря определению возраста горных пород на основе использования различных методов и геологических дисциплин. Выделяется относительныйиабсолютный возраст горных пород.
При оценке относительноговозраста различают более древние и молодые горные породы, выделяя время какого-либо события в истории Земли по отношению ко времени другого геологического события. Относительный возраст проще определять для осадочных пород при ненарушенном (близком к горизонтальному залеганию) их залегании, а также для переслаивающихся с ними вулканических и реже метаморфических пород.
Стратиграфический (стратум – слой) метод основан на изучении последовательности залегания и взаимоотношения слоев осадочных отложений, исходя из принципа суперпозиции: каждый вышележащий пласт моложе нижнего.
Он при- меняется для толщ с ненарушенным горизонтальным залеганием слоев (рис. 22). Этот метод осторожно следует применить при складчатом залегании слоев, предварительно нужно определить их кровли и подошвы. Молодым является слой 3 , а слои 1 и 2 – более древние.
Литолого— петрографическийметод основан на изучении состава и строения пород в соседних разрезах скважин и выявлении одновозрастных пород – корреляцииразрезов. Осадочные, вулканические и метаморфические породы одинаковых фаций и возраста, например, глины или известняки, базальты или мрамор, будут обладать схожими текстурно-структурными особенностями и составом.
Геохронологическая шкала истории жизни на Земле
Более древние породы, как правило, бывают более измененными и уплотненными, а молодые – слабо измененными и пористыми. Труднее использовать данный метод для маломощных континентальных отложений, литологический состав которых быстро меняется по простиранию.
Важнейшим методом определения относительного возраста является палеонтологический (биостратиграфический) метод, основанный на выделении слоев, содержащих различные комплексы ископаемых остатков вымерших организмов. В основе метода лежит принцип эволюции: жизнь на Земле развивается от простого к сложному и не повторяется в своем развитии. Наука, устанавливающая закономерность развития жизни на Земле путем изучения остатков ископаемых животных и растительных организмов – окаменелостей (фоссилий), содержащихся в толщах осадочных пород называется палеонтология. Время образования той или иной породы соответствует времени гибели организмов, останки которых оказались захороненными под слоями выше накопившихся осадков. Палеонтологический метод позволяет определять возраст осадочных пород по отношению друг к другу независимо от характера залегания слоев и сопоставлять возраст пород, залегающих на отдаленных друг от друга участках земной коры. Каждому отрезку геологического времени соответствует определенный состав жизненных форм или руководящих организмов (рис. 23–29). Руководящиеископаемыеорганизмы (формы) жили в течение непродолжительного отрезка геологического времени на обширных площадях, как правило, в водоемах, морях и океанах. Начиная со второй половины ХХ в. активно стали применять микропалеонтологическийметод, в том числе и спорово— пыльцевой, для изучения организмов невидимых на глаз. На основе палеонтологического метода составлены схемы эволюционного развития органического мира.
Таким образом, на основе перечисленных методов определения относительного возраста горных пород к концу XIX в. была составлена геохронологическая таблица, включающая в себя подразделения двух шкал: стратиграфические и со- ответствующие им геохронологические.
Стратиграфическоеподразделение (единица) – совокупность горных пород, составляющих определенное единство по комплексу признаков (особенностям вещественного состава, органических остатков и др.), который позволяет выделить ее в разрезе и проследить про площади. Каждое стратиграфическое подразделение отражает своеобразие естественного геологического этапа развития Земли (или отдельного участка), выражает определенный геологический возраст и сопоставим с геохронологическим подразделением.
Геохронологическая(геоисторическая) шкала – иерархическая система геохронологических (временных) подразделений, эквивалентных единицам общей стратиграфической шкалы. Их соотношение и подразделение показано в табл. 15.
 |
выделена в Великобритании, пермская – в России и т.п. (табл.16).
 |
 |
Абсолютныйвозраст – продолжительность существования (жизни) породы, выраженная в годах – в промежутках времени, равных современному астрономическому году (в астрономических единицах). Он основан на измерении содержания в минералах радиоактивных изотопов: 238U, 232Th, 40К, 87Rb, 14C и др., продуктов их распада и знании экспериментально выявленной скорости распада. Последняя характеризуется периодомполураспада – временем, в течение которого распадается половина атомов данного нестабильного изотопа. Период полураспада сильно варьирует у различных изотопов (табл. 17) и определяет возможности его применения.
Методы определения абсолютного возраста получили свое название от продуктов радиоактивного распада, а именно: свинцовый (урано-свинцовый), аргоновый (калий-аргоновый), стронциевый (рубидиево-стронциевый) и др. Наиболее часто используется калий-аргоновый метод, поскольку изотоп 40К содержащийся во многих минералах (слюда, амфиболы, полевые шпаты, глинистые минералах), распадается с образованием 40Ar и имеет период полураспада 1,25 млрд. лет. Выполненные при помощи данного метода расчеты зачастую проверяются стронциевым методом. В перечисленных минералах калий изоморфно замещается 87Rb, который при распаде превращается в изотоп 87Sr. С помощью 14С устанавливают возраст самых молодых четвертичных пород. Зная, какое количество свинца образуется из 1 г урана в год, определяя их совместное содержание в данном минерале, можно найти абсолютный возраст минерала и той горной породы, в которой он находится.
Использование перечисленных методов усложняется тем, что горные породы за свою «жизнь» испытывают различные события: и магматизм, и метаморфизм, и выветривание, во время которых минералы «раскрываются», меняются и теряют частично содержащиеся в них изотопы и продукты распада.
Поэтому используемый термин «абсолютный» возраст удобен для употребления, но не является абсолютно точным для возраста горных пород. Вернее использовать термин «изотопный» возраст. Производится систематическая корреляция между подразделениями относительной геохронологической таблицы и абсолютным возрастом горных пород, который до сих пор уточняется и приводится в таблицах.
Геологи, строители и другие специалисты могут получить сведения о возрасте горных пород при изучении геологических карт или соответствующих геологических отчетов. На картах возраст горных пород показывается буквой и цветом, которые приняты для соответствующего подразделения геохронологической таблицы. Сопоставляя показанный буквой и цветом относительный возраст конкретных пород и абсолютный возраст унифицированной геохронологической таблицы, можно предположить абсолютный возраст изучаемых пород. Инженеры- строители должны иметь представления о возрасте горных пород и его обозначении, а также использовать их при чтении геологической документации (карт и разрезов), составляемой при проектировании зданий и сооружений.
 |
Особый интерес вызывает четвертичныйпериод (табл. 18). Отложения четвертичнойсистемы покрывают сплошным чехлом всю земную поверхность, их толщи содержат останки древнего человека и предметы его обихода. В этих тол- щах чередуются и сменяют друг друга по площади различные отложения (фации): элювиальные, аллювиальные, моренныеифлювиогляциальные, озерно— болотные. К аллювию приурочены месторождения россыпного золота и других ценных металлов. Многие породы четвертичной системы являются сырьем для производства строительных материалов. Большое место занимают отложения культурногослоя, появляющегося в результате деятельности человека. Они отличаются значительной рыхлостью и большой неоднородностью. Его наличие может осложнить строительство зданий и сооружений.
Геохронологическая таблица - это один из способов представления этапов развития планеты Земля, в частности жизни на ней. В таблицу записывают эры, которые подразделяются на периоды, указывается их возраст, продолжительность, описываются основные ароморфозы флоры и фауны.
Часто в геохронологических таблицах более ранние, т. е. более старые, эры записываются внизу, а более поздние, т. е. более молодые, – вверху. Ниже представлены данные о развитии жизни на Земле в естественном хронологическом порядке: от старых к новым. Табличная форма опущена ради удобства.
Архейская эра
Началась примерно 3500 млн (3,5 млрд) лет назад.
Длилась около 1000 млн лет (1 млрд).
В архейскую эру появляются первые признаки жизни на Земле – одноклеточные организмы.
По современным оценкам возраст Земли составляет более 4 млрд лет. До архея была катархейская эра, когда жизни еще не было.
Протерозойская эра
Началась примерно 2700 млн (2,7 млрд) лет назад. Продолжалась более 2 млрд. лет.
Протерозой – эра ранней жизни. В слоях, принадлежащих этой эре, находят редкие и малочисленные органические остатки. Однако они принадлежат всем типам беспозвоночны животных. Также скорее всего появляются первые хордовые - бесчерепные.
Палеозойская эра
Началась около 570 млн лет назад, длилась более 300 млн лет.
Палеозой - древняя жизнь. Начиная с него процесс эволюции изучен лучше, т. к. остатки организмов из более верхних геологических слоев более доступны. Отсюда принято подробно рассматривать каждую эру, отмечая изменения органического мира для каждого периода (хотя свои периоды выделяют и в архее и в протерозое).
Кембрийский период (кембрий)
Длился около 70 млн. лет. Процветают морские беспозвоночные, водоросли. Появляется множество новых групп организмов - происходит так называемый кембрийский взрыв.
Ордовикский период (ордовик)
Длился 60 млн лет. Расцвет трилобитов, ракоскорпионов. Появляются первые сосудистые растения.
Силур (30 млн лет)
- Расцвет кораллов.
- Появление щитковых – бесчелюстных позвоночных.
- Появление растений псилофитов, вышедших на сушу.
Девон (60 млн лет)
- Расцвет щитковых.
- Появление кистеперых рыб и стегоцефалов.
- Распространение на суше высших споровых.
Каменноугольный период
Длился около 70 млн лет.
- Расцвет земноводных.
- Появление первых пресмыкающихся.
- Появление летающих форм членистоногих.
- Снижение численности трилобитов.
- Расцвет папоротникообразных.
- Появление семенных папоротников.
Пермь (55 млн)
- Распространение пресмыкающихся, возникновение зверозубых ящеров.
- Вымирание трилобитов.
- Исчезновение каменноугольных лесов.
- Распространение голосеменных.
Мезозойская эра
Эра средней жизни. Началась 230 млн лет назад, длилась около 160 млн лет.
Триасовый период
Длительность - 35 млн лет. Расцвет пресмыкающихся, появление первых млекопитающих и настоящих костистых рыб.
Юрский период
Длился около 60 млн лет.
- Господство пресмыкающихся и голосеменных растений.
- Появление археоптерикса.
- В морях много головоногих моллюсков.
Меловой период (70 млн лет)
- Появление высших млекопитающих и настоящих птиц.
- Широкое распространение костистых рыб.
- Сокращение папоротников и голосеменных.
- Появление покрытосеменных.
Кайнозойская эра
Эра новой жизни. Началась 67 млн лет назад, длится соответственно столько же.
Палеоген
Длился около 40 млн лет.
- Появление хвостатых лемуров, долгопятов, парапитеков и дриопитеков.
- Бурный расцвет насекомых.
- Продолжается вымирание крупных пресмыкающихся.
- Исчезают целые группы головоногих моллюсков.
- Господство покрытосеменных растений.
Неоген (около 23,5 млн лет)
Господство млекопитающих и птиц. Появились первые представители рода Люди (Homo).
Антропоген (1,5 млн лет)
Появление вида человека разумного (Homo Sapiens). Животный и растительный мир принимает современный облик.
Новый геологический период
Международный стратиграфический комитет (МСК) принял в конце 2000 г. решение - считать время со второго квартала 2001 г. новым геологическим периодом в составе кайнозойской эры . В связи с этим к нам в редакцию уже стали поступать вопросы:
Зачем это нужно?
Почему таким коротким оказался четвертичный период - всего 1-2 млн лет (по разным оценкам), в то время как все предыдущие периоды длились десятками миллионов лет?
Как будет называться и обозначаться период? (Те, кто прочитал о предлагаемом названии периода, просят его объяснить.)
Почему именно со второго квартала, а не с начала какого-то года?
Постараемся на эти вопросы ответить.
В.И. Вернадский считал, что деятельность человека становится мощным геологическим фактором, соизмеримым с природными факторами. Справедливость этого стала особенно очевидной к концу ХХ в. Перемещение в ходе горных работ огромных масс породы, искусственное вмешательство в геохимический и гидрогеологический режимы земной коры потребовали строгого учета всего этого воздействия. Поэтому МСК решил зафиксировать на какой-то момент состояние земной коры, чтобы начиная с этого момента вести учет ее изменений в результате техногенного воздействия. Логично было бы сделать этим моментом начало 2000 или 2001 г., но к началу 2000 г. не успели составить ясное представление о состоянии недр планеты в целом, а к сентябрю 2000 г. выяснилось, что необходимая документация не успевает и к началу 2001 г. Вот и назначили начало второго квартала.
Анализируя геохронологическую таблицу, сразу замечаешь, что продолжительность эр и периодов с приближением к современности постепенно уменьшается. Писали об общем ускорении геологических процессов, но скорее всего это связано с тем, что о более поздних геологических периодах мы больше знаем, от них осталось больше следов, поэтому периодизацию можно производить с большей дробностью. Что же касается самого последнего времени, то вмешательство человека действительно ускорило многие процессы.
Раньше в геологии магматические и метаморфические породы считали первичными, осадочные - вторичными. Когда в середине XVIII в. были выделены более молодые из осадочных пород, их назвали третичными, в них входили палеоген и неоген, еще с полвека назад составлявшие единую третичную систему, которая образовалась в течение одноименного третичного периода. В 1829 г. были выделены «самые молодые» отложения, их назвали четвертичными; соответственно выделили и четвертичный период; второе его название - антропоген, по-гречески рождающий человека .
Геохронологическая шкала
Поэтому с названием нового периода МСК долго не мучился: не мудрствуя лукаво, период назвали пятеричным , или техногеном (впрочем, здесь оттенок несколько иной: не «рождающий технику», а «рожденный техникой»). Четвертичный период обозначается символом Q (латинское quartus - четвертый). Пятеричный хотели назвать по аналогии quintus (пятый), но вовремя спохватились: пришлось бы обозначать его той же буквой Q, только, наверное, перечеркнутой, как перечеркнутое Р - это палеоген (чтобы не путать с пермью), перечеркнутое С - кембрий (в отличие от карбона); каждый, кто печатал эти символы на пишущей машинке, а наипаче на компьютере, знает, насколько это неудобно. Решили взять за основу не латынь, а английский или немецкий и обозначить период F (five или fu..nf ), благо и прецедент есть: меловой период обозначается буквой К от немецкого Kreide - мел.
Теперь все государства обязаны каждые 5 лет предоставлять в МСК отчет об объемах произведенных горных работ, о том, какие по составу породы, в каком количестве и откуда перемещены, где ими образованы толщи пятеричных, или техногеновых, отложений. В русской терминологии именно так - техногеновых . Отложения и формы рельефа, сформированные человеком, называются антропогенными, а отложения и формы, образованные все равно какими процессами в течение четвертичного периода, или антропогена - антропогеновыми. Отсюда следует, что породы, образовавшиеся в пятеричном периоде естественным путем, без вмешательства человека, тоже можно будет назвать техногеновыми.
Словом, принято очень серьезное решение. Насколько действенными окажутся его результаты, покажет время.
Самый длительный геологический период планеты
Приблизительно 2500 миллионов лет назад на смену архею пришел новый эон — протерозойский. И именно он стал впоследствии самым длительным геологическим периодом в истории нашей планеты, продлившимся почти 2000 миллионов лет и включившим в себя три долгие эры: палеопротерозой, мезопротерозой и неопротерозой, во время которого на Земле происходили значительные изменения.
Деление истории Земли на эры и периоды
И первое значительное событие, которое произошло в начале самого длинного геологического периода на планете, а точнее в эру палеопротерозоя, период сидерия, то есть около 2,4 миллиардов лет назад — это, безусловно, кислородная катастрофа, повлекшая за собой значительные изменения в составе атмосферы. Так, именно в самый ранний геологический период протерозоя, в связи с угасанием активности океанических и наземных вулканов, начал полностью меняться биохимический состав мирового океана, в результате чего кислород, выделявшийся уже тогда существующими цианобактериями, стал вырабатываться еще стремительнее, выходя из локальных карманов и окисляя все вокруг. По завершению процесса окисления атмосфера наконец-таки начала обогащаться свободным кислородом и именно этот фактор повлек за собой кардинальное изменение в составе атмосферы. Примечательно, что точных данных по первоначальному ее составу не существует и о том, что все поменялось после кислородной катастрофы, свидетельствуют найденные древние породы, которые так и не прошли процессы окисления.
После этих событий мир буквально «вывернуло» наизнанку, ведь, если раньше он был заполнен анаэробными микроорганизмами, способными существовать исключительно вне кислородной среды, оттесняя аэробные микроорганизмы в локальные карманы, то постепенное увеличение уровня кислорода в атмосфере привело к прямо противоположной картине. Однако это вовсе не означает, что стремительно меняющаяся атмосфера хотя бы отдаленно напоминала современную, ведь только спустя 400 миллионов лет после старта кислородной катастрофы содержание свободного кислорода в ее составе достигло десяти процентов от того объема O2, который можно наблюдать сегодня (этот рубеж был назван точкой Пастера). Примечательно, что ранее считалось, будто этот показатель был меньше ровно в 10 раз, однако, как позже выяснилось, обеих цифр было вполне достаточно для того, чтобы обеспечить полноценную жизнедеятельность стремительно размножающихся одноклеточных организмов. Тем не менее, данные процессы повлекли за собой еще одно колоссальное испытание для планеты — ледниковый период, который развился в следствие массового поглощения метана стремительно выделяющимся свободным кислородом.
И хотя на тот период светимость Солнца для нашей планеты в среднем увеличилась на целых 6 процентов, она никак не могла прогреться из-за дефицита метана, который способен давать мощный парниковый эффект, согласно одной из теорий, лед в тот период покрыл весь земной шар, буквально превратив его в гигантский снежок. Примечательно, что к тому периоду уже успел сформироваться тот объем мирового океана, который существует в современности и после завершения периода гуронского оледенения, произошедшего приблизительно 2,1 миллиарда лет назад, на Земле начали появляться более сложные организмы в виде губок и грибов.
Кроме того, начала активно формироваться почва, главную роль в этом процессе сыграла жизнедеятельность бактерий и одноклеточных водорослей, известных ныне, как прокариоты. Еще одним значительным событием в эту эпоху существования Земли стала первая относительная стабилизация континентов, по итогам которой начал образовываться некогда существовавший супер-континент Родиния, правда, он был далеко не единственным за всю ее историю. Окончание формирования этого образования ориентировочно датируется 1150 миллионами лет до нашей эры, однако к концу протерозоя вновь произошел его распад.
Фактически, Родиния просуществовала не более 250 миллионов лет и после распада от нее осталось около 8 крупных фрагментов, ставших впоследствии основой для современных континентов. В этот период на планете уже существовали сложные организмы, о чем свидетельствуют их многочисленные останки. К сожалению, распад супер-континента стал не последним испытанием для Земли палеозойской эпохи, ведь вскоре ее поверхность вновь сковал лед, который унес сотни тысяч жизней появившихся к тому времени животных.
Примечательно, что найденные останки животных, вероятнее всего погибших от очередного глобального похолодания, обладали твердым скелетом. Этот факт свидетельствует о том, что эволюция в период Протерозоя поражала масштабами своего развития.
История развития Земли для удобства изучения поделена на четыре эры и одиннадцать периодов. Два самых последних периода в свою очередь поделены на семь систем или эпох.
Земная кора стратифицирована, т.е. различные горные породы, слагающие ее, слоями лежат друг на друге. Как правило, возраст горных пород по направлению к верхним слоям уменьшается. Исключение составляют участки с нарушенным из-за движений земной коры залеганием слоев. Уильям Смит в 18 в. заметил, что в течении геологических периодов времени некоторые организмы значительно продвинулись в своем строении.
По современным оценкам возраст планеты Земля насчитывает примерно 4,6 – 4,9 10 лет. Эти оценки основываются главным образом на исследовании горных пород методами радиометрического датирования.
АРХЕЙ. О жизни в архее известно не много. Единственными животными организмами были клеточные прокариоты – бактерии и сине-зеленые водоросли. Продуктами жизнедеятельности этих примитивных микроорганизмов являются и древнейшие осадочные породы (строматолиты)- известковые образования в виде столбов, обнаружены в Канаде, Австралии, Африке, на Урале, в Сибири. Бактериальную основу имеют осадочные породы железа, никеля, марганца. Многие микроорганизмы – активные участники формирования колоссальных, пока еще мало разведенных ресурсов полезных ископаемых на дне Мирового океана. Велика роль микроорганизмов и в образовании горючих сланцев, нефти и газа.
Геохронологическая таблица Земли
Сине-зеленые, бактерии быстро распространяются в архее и становятся хозяевами планеты. Эти организмы не имели обособленного ядра, но развитой системой обмена веществ, способностью к размножению. Сине-зеленые, кроме того, обладали аппаратом фотосинтеза. Появление последнего было крупнейшим ароморфозом в эволюции живой природы и открыло один из путей (вероятно, специфически земной) образования свободного кислорода.
К концу архея (2,8-3 млрд. лет назад) появляются первые колониальные водоросли, окаменевшие остатки которых найдены в Австралии, Африке и др.
Важнейший этап развития жизни на Земле тесно связан с изменением концентрации кислорода в атмосфере, становлением озонового экрана. Благодаря жизнедеятельности сине-зеленых содержание свободного кислорода в атмосфере заметно возросло. Накопление кислорода привело к возникновению первичного озонового экрана в верхних слоях биосферы, который открыл горизонты для расцвета.
ПРОТЕРОЗОЙ. Протерозой- огромный по продолжительности этап исторического развития Земли. В течении его бактерии и водоросли достигают исключительного расцвета, с их участием интенсивно шли процессы отложения осадков. В результате жизнедеятельности железобактерий в протерозе образовались крупнейшие железорудные месторождения.
На рубеже раннего и среднего рифея господство прокариот сменяется расцветом эукариотов – зеленых и золотистых водорослей. Из одноклеточных эукариотов за короткое время развиваются многоклеточные со сложной организацией и специализацией. Древнейшие представители многоклеточных животных известны с позднего рифея (700-600 млн. лет назад).
Теперь мы можем утверждать, что 650 млн. лет назад земные моря населяли разнообразные многоклеточные: одиночные и колониальные полипы, медузы, плоские черви и даже предки современных кольчатых червей, членистоногих, моллюсков и иглокожих. Некоторые формы ископаемых животных сейчас трудно отнести к известным классам и типам. Среди растительных организмов в то время преобладали одноклеточные, но появляются и многоклеточные водоросли (зеленые, бурые, красные), грибы.
ПАЛЕОЗОЙ. К началу палеозойской эры жизнь миновала, может быть, самую важную и трудную часть своего пути. Сформировались четыре царства живой природы: прокариоты, или дробянки, грибы, зеленые растения, животные.
Родоначальниками царства зеленых растений были одноклеточные зеленые водоросли, распространенные еще в морях протерозоя. Наряду с плавающими формами среди низ появились и прикрепленные ко дну. Фиксированный образ жизни потребовал расчленения тела на части. Но более перспективным оказалось приобретение многоклеточности, разделение многоклеточного тела на части, выполняющие различные функции.
Решающее значение для дальнейшей эволюции имело возникновение такого важного ароморфоза как половой процесс.
Как и когда произошло разделение живого мира на растения и животные? Един ли их корень? Споры ученых вокруг этого вопроса не затихают и сегодня. Возможно, первые животные произошли от общего ствола всех эукариотов или от одноклеточных зеленых водорослей.
КЕМБРИЙ – расцвет скелетных беспозвоночных. В этот период происходил очередной период горообразования, перераспределения площади суши и моря.
Климат кембрия был умеренным, материки неизменными. На суше по-прежнему жили лишь бактерии и сине-зеленые. В морях господствовали зеленые и бурые водоросли, прикрепленные ко дну; в толщах вод плавали диатомовые, золотистые, эвгленовые водоросли.
В результате увеличения смыва солей из суши, морские животные получили возможность усваивать в больших количествах минеральные соли. А это, в свою очередь, открыло перед ними широкие пути построения жесткого скелета.
Наиболее широкого распространения достигли древнейшие членистоногие – трилобиты, внешне сходные с современными ракообразными – мокрицами.
Очень характерен для кембрия своеобразный тип многоклеточных животных — археоциат, который вымер к концу периода. В то время жили также разнообразные губки, кораллы, плеченогие, моллюски. Позднее появились морские ежи.
ОРДОВИК. В морях ордовика были разнообразно представлены зеленые, бурые и красные водоросли, многочисленные трилобиты. В ордовике появились первые головоногие моллюски, родственники современных осьминогов и кальмаров, распространились плеченогие, брюхоногие моллюски. Шел интенсивный процесс образования рифов четырехлучевыми кораллами и табулятами. Широкое распространение получают граптолиты – полухордовые, сочетающие в себе признаки беспозвоночных и позвоночных животных напоминающие современных ланцетников.
В ордовике появились споровые растения – псилофиты, произростающие по берегам пресных водоемов.
СИЛУР . На смену теплым мелководным морям ордовика пришли значительные площади суши, что привело к иссушению климата.
В силурских морях доживали свой век граптолиты, пришли в упадок трилобиты, но исключительного расцвета достигли головоногие моллюски. Кораллы постепенно вытеснили археоциат.
В силуре развились своеобразные членистоногие – гигантские ракоскорпионы, достигающие до 2 м. в длину. К концу палеозоя вся группа ракоскорпионов почти вымерла. Они напоминали современного мечехвоста.
Особенно примечательным событием этого периода было появление и распространение первых представителей позвоночных животных – панцирных “рыб”. Эти “рыбы” лишь по форме напоминали настоящих рыб, но принадлежали к другому классу позвоночных – бесчелюстными или круглоротым. Они не могли долго плавать и большей частью лежали на дне заливов и лагун. Из-за малоподвижного образа жизни они оказались неспособными к дальнейшему развитию. Из современных представителей клуглоротых известны миноги и миксины.
Характерная черта силурийскрго периода – интенсивное развитие наземных растений.
Одним из первых наземных, вернее земноводных, растений были псилофиты, ведущие свою родословную от зеленых водорослей. В водоемах водоросли адсорбируют воду и растворенные в ней вещества всей поверхностью тела, вот почему у них нет корней, а выросты тела, напоминающие корни, служат лишь органами прикрепления. В связи с необходимостью проведения воды от корней к листьям возникает сосудистая система.
Выход растений на сушу – один из величайших моментов Эволюции. Он был подготовлен предыдущей эволюцией органического и неорганического мира.
ДЕВОН. Девон – период рыб. Климат девона был более резко континентальный, происходили обледенения в горных районах Южной Африки. В более теплых районах климат изменился в сторону большего иссушения, появились пустынные и полупустынные области.
В морях девона большого расцвета достигли рыбы. Среди них были хрящевые рыбы, появились рыбы с костным скелетом. По строению плавников костные рыбы делятся на лучеперых и кистеперых. До недавнего времени считалось, что кистеперые вымерли в конце палеозоя. Но в 1938 г. рыболовный траулер доставил в музей Ист -Лондона такую рыбу и она была названа латимерией.
В конце палеозоя наиболее существенным этапом развития жизни было завоевание суши растениями и животными. Этому способствовало сокращение морских бассейнов, поднятием суши.
От псилофитов выделились типичные споровые растения: плауны, хвощи, папоротникообразные. На земной поверхности возникали первые леса.
К началу карбона произошло заметное потепление и увлажнение. На огромных долинах и тропических лесов в условиях непрерывного лета все росло стремительно вверх. Эволюция открыла новый путь – размножение семенами. Поэтому голосеменные растения подхватили эволюционную эстафету, а споровые растения остались боковой ветвью эволюции и отошли на задний план.
Выход позвоночных на сушу произошел еще в позднедевонский период, после завоевателей суши – псилофитов. В это время воздух был уже освоен насекомыми, а по земле стали распространяться потомки кистеперых рыб. Новый способ передвижения позволил им на некоторое время удалить от воды. Это привело к появлению существ с новым образом жизни – земноводных. Наиболее древние их представители – ихтиосхеги – обнаружены в Гренландии в девонских осадочных породах.
Расцвет древних амфибий приурочен к карбону. Именно в этот период широкое развитие получили стегоцефалы. Они обитали лишь в прибрежной части суши и не могли завоевать внутриконтинентальные массивы, расположенные вдали водоемов.
Геологическая хронология, или геохронология , основана на выяснении геологической истории наиболее хорошо изученных регионов, например, в Центральной и Восточной Европе. На основе широких обобщений, сопоставления геологической истории различных регионов Земли, закономерностей эволюции органического мира в конце прошлого века на первых Международных геологических конгрессах была выработана и принята Международная геохронологическая шкала, отражающая последовательность подразделений времени, в течение которых формировались определенные комплексы отложений, и эволюцию органического мира. Таким образом, международная геохронологическая шкала - это естественная периодизация истории Земли.
Среди геохронологических подразделений выделяются: эон, эра, период, эпоха, век, время. Каждому геохронологическому подразделению отвечает комплекс отложений, выделенный в соответствии с изменением органического мира и называемый стратиграфическим: эонотема, группа, система, отдел, ярус, зона. Следовательно, группа является стратиграфическим подразделением, а соответствующее ей временное геохронологическое подразделение представляет эра. Поэтому существуют две шкалы: геохронологическая и стратиграфическая. Первую используют, когда говорят об относительном времени в истории Земли, а вторую, когда имеют дело с отложениями, так как в каждом месте земного шара в любой промежуток времени происходили какие-то геологические события. Другое дело, что накопление осадков было неповсеместным.
- Архейская и протерозойская эонотемы, охватывающие почти 80% времени существования Земли, выделяются в криптозой, так как в докембрийских образованиях полностью отсутствует скелетная фауна и палеонтологический метод к их расчленению неприменим. Поэтому разделение докембрийских образований базируется в первую очередь на общегеологических и радиометрических данных.
- Фанерозойский эон охватывает всего 570 млн. лет и расчленение соответствующей эонотемы отложений базируется на большом разнообразии многочисленной скелетной фауны. Фанерозойская эонотема подразделяется на три группы: палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую, отвечающие крупным этапам естественной геологической истории Земли, рубежи которых отмечены достаточно резкими изменениями органического мира.
Названия эонотем и групп происходят от греческих слов:
- "археос" - самый древний, древнейший;
- "протерос" - первичный;
- "палеос" - древний;
- "мезос" - средний;
- "кайнос" - новый.
Слово "криптос" означает скрытый, а "фанерозой" - явный, прозрачный, так как появилась скелетная фауна.
Слово "зой" происходит от "зоикос" - жизненный. Следовательно, "кайнозойская эра" означает эру новой жизни и т.д.
Группы подразделяются на системы, отложения которых сформировались в течение одного периода и характеризуются только им свойственными семействами или родами организмов, а если это растения, то родами и видами. Системы были выделены в различных регионах и в разное время, начиная с 1822 г. В настоящее время выделяются 12 систем, названия большей части которых происходят от тех мест, где они впервые были описаны. Например, юрская система - от Юрских гор в Швейцарии, пермская - от Пермской губернии в России, меловая - по наиболее характерным породам - белому писчему мелу и т.д. Четвертичную систему нередко именуют антропогеновой, так как именно в этом возрастном интервале появляется человек.
Системы подразделяются на два или три отдела, которым соответствуют ранняя, средняя, поздняя эпохи. Отделы, в свою очередь, разделяются на ярусы, которые характеризуются присутствием определенных родов и видов ископаемой фауны. И, наконец, ярусы подразделяются на зоны, являющиеся наиболее дробной частью международной стратиграфической шкалы, которой в геохронологической шкале соответствует время. Названия ярусов даются обычно по географическим названиям районов, где этот ярус был выделен; например, алданский, башкирский, маастрихтский ярусы и т.д. В то же время зона обозначается по наиболее характерному виду ископаемой фауны. Зона охватывает, как правило, только определенную часть региона и развита на меньшей площади, нежели отложения яруса.
Всем подразделениям стратиграфической шкалы соответствуют геологические разрезы, в которых эти подразделения были впервые выделены. Поэтому такие разрезы являются эталонными, типичными и называются стратотипами, в которых содержится только им свойственный комплекс органических остатков, определяющий стратиграфический объем данного стратотипа. Определение относительного возраста каких-либо слоев и заключается в сравнении обнаруженного комплекса органических остатков в изучаемых слоях с комплексом ископаемых в стратотипе соответствующего подразделения международной геохронологической шкалы, т.е. возраст отложений определяют относительно стратотипа. Именно поэтому палеонтологический метод, несмотря на присущие ему недостатки остается наиболее важным методом определения геологического возраста горных пород. Определение относительного возраста, например, девонских отложений, свидетельствует лишь о том, что эти отложения моложе силурийских, но древнее каменноугольных. Однако установить длительность формирования девонских отложений и дать заключение о том, когда (в абсолютном летоисчислении) произошло накопление этих отложений - невозможно. Только методы абсолютной геохронологии способны ответить на этот вопрос.
Таб. 1. Геохронологическая таблица
| Эра | Период | Эпоха | Продол- житель- ность, млн. лет | Время от начала периода до наших дней, млн. лет | Геологические условия | Растительный мир | Животный мир |
| Кайнозой (время млекопитающих) | Четвертичный | Современная | 0,011 | 0,011 | Конец последнего ледникового периода. Климат теплый | Упадок древесных форм, расцвет травянистых | Эпоха человека |
| Плейстоцен | 1 | 1 | Повторные оледенения. Четыре ледниковых периода | Вымирание многих видов растений | Вымирание крупных млекопитающих. Зарождение человеческого общества | ||
| Третичный | Плиоцен | 12 | 13 | Продолжается поднятие гор на западе Северной Америки. Вулканическая активность | Упадок лесов. Распространение лугов. Цветковые растения; развитие однодольных | Возникновение человека от человекообразных обезьян. Виды слонов, лошадей, верблюдов, сходные с современными | |
| Миоцен | 13 | 25 | Образовались Сиерры и Каскадные горы. Вулканическая активность на северо-западе США. Климат прохладный | Кульминационный период в эволюции млекопитающих. Первые человекообразные обезьяны | |||
| Олигоцен | 11 | 30 | Материки низменные. Климат теплый | Максимальное распространение лесов. Усиление развития однодольных цветковых растений | Архаические млекопитающие вымирают. Начало развития антропоидов; предшественники большинства ныне живущих родов млекопитающих | ||
| Эоцен | 22 | 58 | Горы размыты. Внутриконтинентальные моря отсутствуют. Климат теплый | Разнообразные и специализированные плацентарные млекопитающие. Копытные и хищники достигают расцвета | |||
| Палеоцен | 5 | 63 | Распространение архаических млекопитающих | ||||
| Альпийское горообразование (незначительное уничтожение ископаемых) | |||||||
| Мезозой (время пресмыкающихся) | Мел | 72 | 135 | В конце периода образуются Анды, Альпы, Гималаи, Скалистые горы. До этого внутриконтинентальные моря и болота. Отложение писчего мела, глинистых сланцев | Первые однодольные. Первые дубовые и кленовые леса. Упадок голосеменных | Динозавры достигают наивысшего развития и вымирают. Зубатые птицы вымирают. Появление первых современных птиц. Архаические млекопитающие обычны | |
| Юра | 46 | 181 | Материки довольно возвышенные. Мелководные моря покрывают некоторую часть Европы и запад США | Увеличивается значение двудольных. Цикадофиты и хвойные обычны | Первые зубатые птицы. Динозавры крупные и специализированные. Насекомоядные сумчатые | ||
| Триас | 49 | 230 | Материки приподняты над уровнем моря. Интенсивное развитие условий аридного климата. Широкое распространение континентальных отложений | Господство голосеменных, уже начинающих клониться к упадку. Вымирание семенных папоротников | Первые динозавры, птерозавры и яйцекладущие млекопитающие. Вымирание примитивных земноводных | ||
| Герцинское горообразование (некоторое уничтожение ископаемых) | |||||||
| Палеозой (эра древней жизни) | Пермь | 50 | 280 | Материки приподняты. Образовались Аппалачские горы. Усиливается засушливость. Оледенение в южном полушарии | Упадок плаунов и папоротникообразных растений | Многие древние животные вымирают. Развиваются звероподобные пресмыкающиеся и насекомые | |
| Верхний и средний карбон | 40 | 320 | Материки сначала низменные. Обширные болота, в которых образовался уголь | Большие леса семенных папоротников и голосеменных | Первые пресмыкающиеся. Насекомые обычны. Распространение древних земноводных | ||
| Нижний карбон | 25 | 345 | Климат вначале теплый и влажный, позднее в связи с поднятием суши - более прохладный | Господствуют плауны и папоротникообразные растения. Все шире распространяются голосеменные | Морские лилии достигают наивысшего развития. Распространение древних акул | ||
| Девон | 60 | 405 | Внутриконтинентальные моря небольшого размера. Поднятие суши; развитие аридного климата. Оледенение | Первые леса. Наземные растения хорошо развиты. Первые голосеменные | Первые земноводные. Обилие двоякодышащих и акул | ||
| Силур | 20 | 425 | Обширные внутриконтинентальные моря. Низменные местности становятся все более засушливыми по мере поднятия суши | Первые достоверные следы наземных растений. Господствуют водоросли | Господствуют морские паукообразные. Первые (бескрылые) насекомые. Усиливается развитие рыб | ||
| Ордовик | 75 | 500 | Значительное погружение суши. Климат теплый, даже в Арктике | Вероятно, появляются первые наземные растения. Обилие морских водорослей | Первые рыбы, вероятно пресноводные. Обилие кораллов и трилобитов. Разнообразные молюски | ||
| Кембрий | 100 | 600 | Материки низменные, климат умеренный. Самые древние породы с обильными ископаемыми | Морские водоросли | Господствуют трилобиты и нлеченогие. Зарождение большинства современных типов животных | ||
| Второе великое горообразование (значительное уничтожение ископаемых) | |||||||
| Протерозой | 1000 | 1600 | Интенсивный процесс осадкообразования. Позднее - вулканическая активность. Эрозия на обширных площадях. Многократные оледенения | Примитивные водные растения - водоросли, грибы | Различные морские простейшие. К концу эры - моллюски, черви и другие морские беспозвоночные | ||
| Первое великое горообразование (значительное уничтожение ископаемых) | |||||||
| Архей | 2000 | 3600 | Значительная вулканическая активность. Слабый процесс осадкообразования. Эрозия на больших зглощадях | Ископаемые отсутствуют. Косвенные указания на существование живых организмов в виде отложений органического вещества в породах | |||
Проблема определения абсолютного возраста горных пород, продолжительности существования Земли издавна занимала умы геологов, и попытки ее решения предпринимались много раз, для чего использовались различные явления и процессы. Ранние представления об абсолютном возрасте Земли были курьезными. Современник М. В. Ломоносова французский естествоиспытатель Бюффон определял возраст нашей планеты всего лишь в 74 800 лет. Другие ученые давали различные цифры, не превышающие 400-500 млн. лет. Здесь следует отметить, что все эти попытки заранее были обречены на неудачу, так как они исходили из постоянства скоростей процессов, которые, как известно, менялись в геологической истории Земли. И только в первой половине XX в. появилась реальная возможность измерять действительно абсолютный возраст горных пород, геологических процессов и Земли как планеты.
| Таб.2. Изотопы, используемые для определения абсолютного возраста | ||
| Материнский изотоп | Конечный продукт | Период полураспада, млрд.лет |
| 147 Sm | 143 Nd+He | 106 |
| 238 U | 206 Pb+ 8 He | 4,46 |
| 235 U | 208 РЬ+ 7 He | 0,70 |
| 232 Th | 208 РЬ+ 6 Не | 14,00 |
| 87 Rb | 87 Sr+β | 48,80 |
| 40 K | 40 Аr+ 40 Са | 1,30 |
| 14 C | 14 N | 5730 лет |
Q
Геохронологическая шкала представлена последовательностью истории Земли, подразделяющей ее на систему временных промежутков. Она отражает относительный возраст слоев осадочных пород, определенный на основе их взаимного расположения и наличия органических остатков.
История создания
Геохронологическая шкала была составлена и утверждена в 1881 г. на Международном геологическом конгрессе. Первоначально она представляла собой последовательность разделенных на эпохи периодов. Последние были объединены в эры. То есть исходная шкала включала три подразделения. Позже была введена четвертая, более крупная категория — эон. В 2004 г. Международным союзом геологических наук была утверждена разработанная Международной комиссией по стратиграфии.
В России геохронологическую шкалу, совмещенную с стратиграфической, утверждили в конце XX в. (1992 г.). При этом добавили еще более крупное подразделение — акроны.
Основные принципы
Геохронологическая шкала основана на расчленении толщи осадочных пород либо связанных с ними массивов магматических по относительному возрасту.
Его определение относится к задачам геохронологии. Для данной цели применяются методы палеонтологии и стратиграфии.
Применение
Использование геохронологической шкалы определяется тем, что она связывает геологические события в истории планеты. Ввиду этого она обширно применяется в науках геологического цикла. К тому же стратиграфическая шкала шкала является основой для составления геологических карт.
Помимо этого, геохронологическая шкала имеет большое практическое значение. Так, она используется при регионально-геологических исследованиях, направленных на выяснение тектонических особенностей территории, определение направления поисков и разведки полезных ископаемых, особенно приуроченных к пластовым месторождениям, соответствующих конкретным стратиграфическим уровням. Геологические карты, создаваемые на основе геохронологической шкалы, используются при проведении инженерно-геологических работ, экологических исследований и т. д.
Геохронология – последовательность геологических событий во времени, их продолжительность и соподчиненность:
– относительная геохронология отражает естественные этапы в истории развития Земли, основанная на принципе последовательности напластовывания и использует метод биостратиграфических построений;
– абсолютная геохронология определяет возраст и длительность подразделений геохронологической шкалы в промежутках времени, равных современному астрономическому году (в астрономических единицах). Она основана на изучении продуктов радиоактивного распада в минералах.
Геохронологическая (геоисторическая) шкала – иерархическая система геохронологических подразделений, эквивалентных единицам общей стратиграфической шкалы.
Стратиграфическое подразделение (единица) – совокупность горных пород, составляющих определенное единство по комплексу признаков (особенностям вещественного состава, органических остатков), который позволяет выделить ее в разрезе и проследить по площади.
Закономерности развития и образования земной коры изучает историческая геология . Возраст горных пород бывает абсолютным и относительным.
Абсолютный возраст – продолжительность существования (жизни) породы, выраженная в годах. Для его определения применяют методы, основанные на использовании процессов радиоактивных превращений, которые имеют место в некоторых химических элементах (уран, калий, рубидий), входящих в состав пород. Возраст магматических пород, а также химических осадков равен возрасту составляющих их минералов. Другие породы моложе входящих в их состав минералов.
Соотношение количеств совместно находящихся радиоактивного исходного изотопа и образовавшегося из него устойчивого элемента дает представление о возрасте вмещающих их пород. Методы определения абсолютного возраста получили свое название от продуктов радиоактивного распада: урано-свинцовый (свинцовый), гелиевый, калий-аргоновый (аргоновый), калий-кальциевый, рубидиево-стронциевый и др. Так, зная, какое количество свинца образуется из 1 г урана в год, определяя их совместное содержание в данном минерале, можно найти абсолютный возраст минерала и той горной породы, в которой он находится. По углероду 14 С, период полураспада которого равен 5568 лет, можно установить возраст образований, появившихся позднее. Установить абсолютный возраст горных пород можно по геохронологической шкале земной коры (табл.). Определение абсолютного возраста горных пород весьма трудная задача, решение которой стало возможным только в 50-тые годы XX века.
Геохронологическая шкала земной коры
|
(эонотемы) |
Период (система) |
Типичные организмы |
Абс. возраст, млн. лет |
||
|
Неохрон (фанерозой) |
Кайнозойская Kz («эра новой жизни») |
Четвертичный (антропогенный) Q |
|||
|
Третичный Tr |
Млекопитающиеся, цветковые растения |
||||
|
Палеоген P |
|||||
|
Мезозойская Mz («эра сред-ней жизни») |
Меловой К |
Головоногие, моллюски и пресмыкающиеся |
|||
|
Триасовый T |
|||||
|
Палеозойская Pz («эра древней жизни») |
Пермский P |
Амфибии и споровые |
|||
|
Каменноугольный C |
|||||
|
Девонский D |
Рыбы, плеченогие |
||||
|
Силурийский S |
беспозвоночные |
||||
|
Ордовикский O |
|||||
|
Кембрийский Cm |
|||||
|
Палеохрон (криптозой) |
Протерозойская PR |
Редкие остатки примитивных форм |
|||
|
Архейская (археозойская) AR |
|||||
|
Планетарная стадия Земли |
Свыше 4500 |
||||
Чем моложе определяемый возраст минерала, тем большее количество его требуется для анализа, так как не успевают накопиться продукты распада.