Геологическое время и методы его определения

В изучении Земли как уникального космического объекта идея её эволюции занимает центральное место, поэтому важным количественно-эволюционным параметром является геологическое время . Изучением этого времени занимается специальная наука, получившая название Геохронология – геологическое летоисчисление. Геохронология может быть абсолютной и относительной .

Замечание 1

Абсолютная геохронология занимается определением абсолютного возраста горных пород, который выражается в единицах времени и, как правило, в миллионах лет.

В основе определения этого возраста лежит скорость распада изотопов радиоактивных элементов. Эта скорость является величиной постоянной и от интенсивности физических и химических процессов не зависит. Определение возраста основано на методах ядерной физики. Минералы, содержащие радиоактивные элементы, при формировании кристаллических решеток, образуют закрытую систему. В этой системе происходит накопление продуктов радиоактивного распада. В результате можно определить возраст минерала, если знать скорость этого процесса. Период полураспада радия, например, составляет $1590$ лет, а полный распад элемента произойдет за время в $10$ раз превосходящее период полураспада. Ядерная геохронология имеет свои ведущие методы – свинцовый, калий-аргоновый, рубидиево-стронциевый и радиоуглеродный.

Методы ядерной геохронологии позволили определить возраст планеты, а также продолжительность эр и периодов. Радиологическое измерение времени предложили П. Кюри и Э. Резерфорд в начале $XX$ века.

Относительная геохронология оперирует такими понятиями как «ранний возраст, средний, поздний». Существует несколько разработанных методов определения относительного возраста горных пород. Они объединяются в две группы – палеонтологические и непалеонтологические .

Первые играют основную роль в силу своей универсальности и повсеместного применения. Исключение составляет отсутствие в породах органических остатков. С помощью палеонтологических методов изучаются остатки древних вымерших организмов. Для каждого слоя горных пород характерен свой комплекс органических остатков. В каждом молодом слое остатков высокоорганизованных растений и животных будет больше. Чем выше лежит слой, тем он моложе. Подобная закономерность была установлена англичанином У. Смитом . Ему принадлежит первая геологическая карта Англии, на которой горные породы были разделены по возрасту.

Непалеонтологические методы определения относительного возраста горных пород используются в случаях отсутствия в них органических остатков. Более эффективными тогда будут являться стратиграфический, литологический, тектонический, геофизический методы . С помощью стратиграфического метода можно определить последовательность напластования слоёв при нормальном их залегании, т.е. нижележащие пласты будут более древними.

Замечание 3

Последовательность образования горных пород определяет относительная геохронология, а возраст их в единицах времени определяет уже абсолютная геохронология. Задача геологического времени заключается в определении хронологической последовательности геологических событий.

Геохронологическая таблица

Для определения возраста горных пород и их исследования ученые пользуются различными методами, и с этой целью была составлена специальная шкала. Геологическое время на этой шкале делят на временные отрезки каждому из которых соответствует определенный этап формирования земной коры и развития живых организмов. Шкала получила название геохронологической таблицы, в которой выделяются следующие подразделения: эон, эра, период, эпоха, век, время . Для каждого геохронологического подразделения характерен свой комплекс отложений, который называется стратиграфическим : эонотема, группа, система, отдел, ярус, зона . Группа, например, является стратиграфическим подразделением, а временное геохронологическое подразделение ей соответствующее представляет эра. Исходя из этого, существует две шкалы – стратиграфическая и геохронологическая . Первая шкала используется тогда, когда речь идет об отложениях , потому что в любой промежуток времени на Земле происходили какие-то геологические события. Вторая шкала нужна для определения относительного времени . С момента принятия содержание шкалы менялось и уточнялось.

Наиболее крупными стратиграфическими подразделениями в настоящее время являются эонотемы – архейская, протерозойская, фанерозойская . В геохронологической шкале им отвечают зоны различной длительности. По времени существования на Земле выделяются архейская и протерозойская эонотемы , охватившие почти $80$ % времени. Фанерозойский эон по времени значительно меньше предыдущих эон и охватывает всего $ 570$ млн. лет. Эта ионотема делится на три основные группы – палеозой, мезозой, кайнозой .

Название эонотем и групп имеют греческое происхождение:

• Археос означает древнейший;
• Протерос – первичный;
• Палеос – древний;
• Мезос – средний;
• Кайнос – новый.

От слова «зоико с», что значит жизненный, произошло слово «зой ». Исходя из этого, выделяют эры жизни на планете, например, мезозойская эра означает эру средней жизни.

Эры и периоды

Историю Земли по геохронологической таблице делят на пять геологических эр: архейскую, протерозойскую, палеозойскую, мезозойскую, кайнозойскую . В свою очередь эры подразделяются на периоды . Их значительно больше – $12$. Продолжительность периодов различна от $20$-$100$ млн. лет. На свою незавершенность указывает последний четвертичный период кайнозойской эры , его продолжительность всего $1,8$ млн. лет.

Архейская эра. Это время началось уже после формирования земной коры на планете. На Земле к этому времени были горы и в действие вступили процессы эрозии и осадконакопления. Архей длился приблизительно $2$ млрд. лет. Эта эра самая длинная по продолжительности, в течение которой на Земле была широко распространена вулканическая деятельность, шли глубинные поднятия, результатом которых стало образование гор. Большая часть ископаемых под действием высокой температуры, давления, перемещения масс, была уничтожена, но небольшие данные о том времени сохранились. В породах архейской эры в рассеянном виде встречается чистый углерод. Ученые считают, что это измененные останки животных и растений. Если количество графита отражает количество живой материи, то в архее её существовало очень много.

Протерозойская эра . По длительности это вторая эра, охватившая $1$ млрд. лет. На протяжении эры происходило отложение большого количества осадков и одно значительное оледенение. Ледниковые покровы распространялись от экватора до $20$ градуса широты. Ископаемые, найденные в породах этого времени, являются свидетельством существования жизни и её эволюционного развития. В отложениях протерозоя найдены спикулы губок, останки медуз, грибов, водорослей, членистоногих и др.

Палеозойская эра . В этой эре выделяется шесть периодов:

• Кембрий;
• Ордовик,
• Силур;
• Девон;
• Карбон или каменноугольный;
• Пермский или пермь.

Продолжительность палеозоя составляет $370$ млн. лет. За это время появились представители всех типов и классов животных. Не было только птиц и млекопитающих.

Мезозойская эра . Эра делится на три периода:

• Триас;

Началась эра примерно $230$ млн. лет назад и продолжалась $167$ млн. лет. В течение первых двух периодов – триасового и юрского – большая часть материковых областей поднялась выше уровня моря. Климат триаса сухой и теплый, а в юре он стал еще теплее, но был уже влажный. В штате Аризона есть знаменитый каменный лес, существующий с триасового периода. Правда, от некогда могучих деревьев остались только стволы, бревна и пни. В конце мезозойской эры, а точнее в меловом периоде, на материки происходит постепенное наступление моря. Североамериканский континент в конце мелового периода испытал погружение и в результате воды Мексиканского залива соединились с водами арктического бассейна. Материк был разделен на две части. Завершение мелового периода характеризуется большим поднятием, получившим название альпийского горообразования . В это время появились Скалистые горы, Альпы, Гималаи, Анды. На западе Северной Америки началась интенсивная вулканическая деятельность.

Кайнозойская эра . Это новая эра, которая еще не закончилась и продолжается в настоящее время.

Эру разделили на три периода:

• Палеоген;
• Неоген;
• Четвертичный.

Четвертичный период имеет целый ряд уникальных черт. Это время окончательного формирования современного лика Земли и ледниковых периодов. Стали самостоятельными Новая Гвинея и Австралия, сместившись поближе к Азии. Антарктида осталась на своем месте. Соединились две Америки. Из трех периодов эры наиболее интересным является четвертичный период или антропогеновый . Он продолжается ныне, а был выделен в $1829$ г. бельгийским геологом Ж. Денуайэ . Похолодания меняются потеплениями, но наиболее важной его особенностью является появление человека .

Современный человек проживает в четвертичном периоде кайнозойской эры.

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.

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.

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.

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.

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.

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».

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.

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.

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.

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Геологическое время и методы его определения

В изучении Земли как уникального космического объекта идея её эволюции занимает центральное место, поэтому важным количественно-эволюционным параметром является геологическое время . Изучением этого времени занимается специальная наука, получившая название Геохронология – геологическое летоисчисление. Геохронология может быть абсолютной и относительной .

Замечание 1

Абсолютная геохронология занимается определением абсолютного возраста горных пород, который выражается в единицах времени и, как правило, в миллионах лет.

В основе определения этого возраста лежит скорость распада изотопов радиоактивных элементов. Эта скорость является величиной постоянной и от интенсивности физических и химических процессов не зависит. Определение возраста основано на методах ядерной физики. Минералы, содержащие радиоактивные элементы, при формировании кристаллических решеток, образуют закрытую систему. В этой системе происходит накопление продуктов радиоактивного распада. В результате можно определить возраст минерала, если знать скорость этого процесса. Период полураспада радия, например, составляет $1590$ лет, а полный распад элемента произойдет за время в $10$ раз превосходящее период полураспада. Ядерная геохронология имеет свои ведущие методы – свинцовый, калий-аргоновый, рубидиево-стронциевый и радиоуглеродный.

Методы ядерной геохронологии позволили определить возраст планеты, а также продолжительность эр и периодов. Радиологическое измерение времени предложили П. Кюри и Э. Резерфорд в начале $XX$ века.

Относительная геохронология оперирует такими понятиями как «ранний возраст, средний, поздний». Существует несколько разработанных методов определения относительного возраста горных пород. Они объединяются в две группы – палеонтологические и непалеонтологические .

Первые играют основную роль в силу своей универсальности и повсеместного применения. Исключение составляет отсутствие в породах органических остатков. С помощью палеонтологических методов изучаются остатки древних вымерших организмов. Для каждого слоя горных пород характерен свой комплекс органических остатков. В каждом молодом слое остатков высокоорганизованных растений и животных будет больше. Чем выше лежит слой, тем он моложе. Подобная закономерность была установлена англичанином У. Смитом . Ему принадлежит первая геологическая карта Англии, на которой горные породы были разделены по возрасту.

Непалеонтологические методы определения относительного возраста горных пород используются в случаях отсутствия в них органических остатков. Более эффективными тогда будут являться стратиграфический, литологический, тектонический, геофизический методы . С помощью стратиграфического метода можно определить последовательность напластования слоёв при нормальном их залегании, т.е. нижележащие пласты будут более древними.

Замечание 3

Последовательность образования горных пород определяет относительная геохронология, а возраст их в единицах времени определяет уже абсолютная геохронология. Задача геологического времени заключается в определении хронологической последовательности геологических событий.

Геохронологическая таблица

Для определения возраста горных пород и их исследования ученые пользуются различными методами, и с этой целью была составлена специальная шкала. Геологическое время на этой шкале делят на временные отрезки каждому из которых соответствует определенный этап формирования земной коры и развития живых организмов. Шкала получила название геохронологической таблицы, в которой выделяются следующие подразделения: эон, эра, период, эпоха, век, время . Для каждого геохронологического подразделения характерен свой комплекс отложений, который называется стратиграфическим : эонотема, группа, система, отдел, ярус, зона . Группа, например, является стратиграфическим подразделением, а временное геохронологическое подразделение ей соответствующее представляет эра. Исходя из этого, существует две шкалы – стратиграфическая и геохронологическая . Первая шкала используется тогда, когда речь идет об отложениях , потому что в любой промежуток времени на Земле происходили какие-то геологические события. Вторая шкала нужна для определения относительного времени . С момента принятия содержание шкалы менялось и уточнялось.

Наиболее крупными стратиграфическими подразделениями в настоящее время являются эонотемы – архейская, протерозойская, фанерозойская . В геохронологической шкале им отвечают зоны различной длительности. По времени существования на Земле выделяются архейская и протерозойская эонотемы , охватившие почти $80$ % времени. Фанерозойский эон по времени значительно меньше предыдущих эон и охватывает всего $ 570$ млн. лет. Эта ионотема делится на три основные группы – палеозой, мезозой, кайнозой .

Название эонотем и групп имеют греческое происхождение:

• Археос означает древнейший;
• Протерос – первичный;
• Палеос – древний;
• Мезос – средний;
• Кайнос – новый.

От слова «зоико с», что значит жизненный, произошло слово «зой ». Исходя из этого, выделяют эры жизни на планете, например, мезозойская эра означает эру средней жизни.

Эры и периоды

Историю Земли по геохронологической таблице делят на пять геологических эр: архейскую, протерозойскую, палеозойскую, мезозойскую, кайнозойскую . В свою очередь эры подразделяются на периоды . Их значительно больше – $12$. Продолжительность периодов различна от $20$-$100$ млн. лет. На свою незавершенность указывает последний четвертичный период кайнозойской эры , его продолжительность всего $1,8$ млн. лет.

Архейская эра. Это время началось уже после формирования земной коры на планете. На Земле к этому времени были горы и в действие вступили процессы эрозии и осадконакопления. Архей длился приблизительно $2$ млрд. лет. Эта эра самая длинная по продолжительности, в течение которой на Земле была широко распространена вулканическая деятельность, шли глубинные поднятия, результатом которых стало образование гор. Большая часть ископаемых под действием высокой температуры, давления, перемещения масс, была уничтожена, но небольшие данные о том времени сохранились. В породах архейской эры в рассеянном виде встречается чистый углерод. Ученые считают, что это измененные останки животных и растений. Если количество графита отражает количество живой материи, то в архее её существовало очень много.

Протерозойская эра . По длительности это вторая эра, охватившая $1$ млрд. лет. На протяжении эры происходило отложение большого количества осадков и одно значительное оледенение. Ледниковые покровы распространялись от экватора до $20$ градуса широты. Ископаемые, найденные в породах этого времени, являются свидетельством существования жизни и её эволюционного развития. В отложениях протерозоя найдены спикулы губок, останки медуз, грибов, водорослей, членистоногих и др.

Палеозойская эра . В этой эре выделяется шесть периодов:

• Кембрий;
• Ордовик,
• Силур;
• Девон;
• Карбон или каменноугольный;
• Пермский или пермь.

Продолжительность палеозоя составляет $370$ млн. лет. За это время появились представители всех типов и классов животных. Не было только птиц и млекопитающих.

Мезозойская эра . Эра делится на три периода:

• Триас;

Началась эра примерно $230$ млн. лет назад и продолжалась $167$ млн. лет. В течение первых двух периодов – триасового и юрского – большая часть материковых областей поднялась выше уровня моря. Климат триаса сухой и теплый, а в юре он стал еще теплее, но был уже влажный. В штате Аризона есть знаменитый каменный лес, существующий с триасового периода. Правда, от некогда могучих деревьев остались только стволы, бревна и пни. В конце мезозойской эры, а точнее в меловом периоде, на материки происходит постепенное наступление моря. Североамериканский континент в конце мелового периода испытал погружение и в результате воды Мексиканского залива соединились с водами арктического бассейна. Материк был разделен на две части. Завершение мелового периода характеризуется большим поднятием, получившим название альпийского горообразования . В это время появились Скалистые горы, Альпы, Гималаи, Анды. На западе Северной Америки началась интенсивная вулканическая деятельность.

Кайнозойская эра . Это новая эра, которая еще не закончилась и продолжается в настоящее время.

Эру разделили на три периода:

• Палеоген;
• Неоген;
• Четвертичный.

Четвертичный период имеет целый ряд уникальных черт. Это время окончательного формирования современного лика Земли и ледниковых периодов. Стали самостоятельными Новая Гвинея и Австралия, сместившись поближе к Азии. Антарктида осталась на своем месте. Соединились две Америки. Из трех периодов эры наиболее интересным является четвертичный период или антропогеновый . Он продолжается ныне, а был выделен в $1829$ г. бельгийским геологом Ж. Денуайэ . Похолодания меняются потеплениями, но наиболее важной его особенностью является появление человека .

Современный человек проживает в четвертичном периоде кайнозойской эры.