Шкала геологічних епох на землі. Геохронологічна шкала. Протерозою та архей

Нижній V 1

Верхній, R 3

Середній, R 2

Третя – кайнозою, період часу після вимирання динозаврів;

Нижня – антропоген (четвертинний період), час появи людини.

Мільйони років

Найбільшим підрозділом є еон, яких виділяється 3: 1) архейська(грец. «археос» – найдавніший) – понад 3,5-2,6 млрд. років; 2) протерозойський(грецьк. «протерос» – первинний) – 2,6 млрд. років – 570 млн. років; 3) фанерозойський(грец. «Фанерос» – явний) – 570 – 0 млн. років. Еони поділяються на ери, а вони у свою чергу на періоди та епохи (див. геохронологічну шкалу).

Фанерозойський еон поділяється на ери: палеозойську(грец. "Палеос" - стародавній, "Зоо" - життя) (6 періодів); мезозойську(грец. «мезос» – середній) (3 періоди) та кайнозойську(грец. «Кайнос» - новий) (3 періоди). 12 періодів названі по тій місцевості, де вони були вперше виділені та описані - кембрій - давня назва півострова Уельс в Англії; ордовик і силур - за назвою древніх племен, що жили також в Англії; девон - за графством Девоншир знову-таки в Англії; карбон – по кам'яному вугіллю; перм – по Пермській губернії у Росії тощо.

Геологічні періоди мають різну тривалість від 20 до 100 млн. років. Щодо четвертинного періоду або антропогену(грец. «антропос» – людина), він за тривалістю вбирається у 1,8-2,0 млн. років і ще закінчений.

Слід звернути увагу до стратиграфічну шкалу, що має справу з відкладеннями. У ній використовуються інші терміни: еонотема (еон), ератема (ера), система (період), відділ (епоха), ярус (століття). Тому ми говоримо, що в у кам'яновугільний періодформувалися поклади кам'яного вугілля», але «кам'яновугільна система характеризується поширенням вугленосних відкладень». У першому випадку йдеться про час, у другому – про відкладення.

Усі підрозділи геохронологічної та стратиграфічної шкал рангу періоду-системи позначаються за першою літерою латинського найменування, наприклад кембрій є, ордовик – О, силур – S, девон – D тощо, а епохи (відділи) – цифрами – 1,2, 3, які ставляться праворуч від індексу внизу: нижня юра J1, верхня крейда – К2 тощо. Кожен період (система) має свій колір, яким і вказується на геологічній карті. Ці кольори загальноприйняті та заміні не підлягають.

Геохронологічна шкала є найважливішим документом, що задовольняє послідовність та час геологічних подій в історії Землі. Її треба знати обов'язково і тому шкалу необхідно вивчити з перших кроків вивчення геології.

Ізотопні методи визначення віку мінералів та гірських порід

Після відкриття у 1896 р. французьким фізиком А. Беккерелем явища радіоактивного розпаду стало можливим встановлення віку мінералів та гірських порід. Було також встановлено, що процес радіоактивного розпаду відбувається з постійною швидкістю як на Землі, так і в Сонячній системі. На цій підставі П. Кюрі (1902) і незалежно від нього Е. Резерфорд (1902) висловили думку про можливість використання радіоактивного розпаду елементів як міру геологічного часу. Так наука на початку XX століття підійшла до створення годинника, заснованого на радіоактивних природних перетвореннях, перебіг яких не залежить від геологічних та астрономічних явищ.

Запитання №3. Геодинамічні процеси. Геологічні порушення

Тектоніка літосферних плит– сучасна геологічна теорія

Вирішальний внесок у сучасну геологічну теорію тектоніки літосферних плит зробили такі відкриття: 1) встановлення грандіозної, близько 60 тис. км системи серединно-океанічних хребтів та гігантських розломів, що перетинають ці хребти; 2) виявлення та розшифрування лінійних магнітних аномалій океанічного дна, що дають можливість пояснити механізм та час його утворення; 3) встановлення місця та глибин гіпоцентрів (осередків) землетрусів та вирішення їх фокальних механізмів, тобто. визначення орієнтування напруги в осередках; 4) розвиток палеомагнітного методу, заснованого на вивченні давньої намагніченості гірських порід, що дало змогу встановити переміщення континентів щодо магнітних полюсів Землі.

Літосферна плита – це велика стабільна ділянка земної кори, частина літосфери. Відповідно до теорії тектоніки плит, літосферні плити обмежені зонами сейсмічної, вулканічної та тектонічної активності – межами плити. Межі плит бувають трьох типів: дивергентні, конвергентні та трансформні.

В одній точці можуть сходитися лише три плити. Конфігурація, в якій в одній точці сходяться чотири або більше плит, нестійка і швидко руйнується з часом.

Існує два принципово різних видівземна кора - кора континентальна і кора океанічна. Деякі літосферні плити складені виключно океанічною корою (приклад - найбільша тихоокеанська плита), інші складаються з блоку континентальної кори, впаяного в океанську кору.

Літосферні плити постійно змінюють свої контури, вони можуть розколюватися в результаті рифтингу і споювати, утворюючи єдину плиту в результаті колізії. Літосферні плити можуть тонути в мантії планети, досягаючи глибини зовнішнього ядра. З іншого боку, розподіл земної кори на плити неоднозначно, і в міру накопичення геологічних знань виділяються нові плити, а деякі межі плит визнаються неіснуючими. Обриси плит змінюються з часом. Особливо це стосується малих плит, щодо яких геологами запропоновано багато кінематичних реконструкцій.

Понад 90 % поверхні Землі покрито 14 найбільшими літосферними плитами.

Основна ідея нової теорії базувалася на визнанні поділу літосфери, тобто. верхньої оболонки Землі, що включає земну кору і верхню мантію до астеносфери, на 7 самостійних великих плит, крім низки дрібних.

Ці плити у своїх центральних частинах позбавлені сейсмічності, вони тектонічно стабільні, а от по краях плит сейсмічність дуже висока, там постійно відбуваються землетруси. Отже, крайові зони плит відчувають велику напругу, т.к. переміщуються щодо один одного.

Основні літосферні плити (за В.Є.Хаїном та М.Г.Ломізе): 1 – осі спредингу (дивергентні кордони),2 - Зони субдукції (конвергентні кордони),3 - трансформні розломи,4 - Вектори «абсолютних» рухів літосферних плит. Малі плити: Х – Хуан-де-Фука; Ко - Кокос; К - Карибська; А - Аравійська; Кт - Китайська; І – Індокитайська; О - Охотська; Ф – Філіппінська

Визначивши характер напруги в осередках землетрусів на краях плит, вдалося з'ясувати, що в одних випадках це розтягнення, тобто. плити розходяться і відбувається вздовж осі серединно-океанічних хребтів, де розвинені глибокі ущелини – рифти (англ. «рифт» – ущелина). Подібні межі, що маркують зони розходження літосферних плит, називаються дивергентними(англ. дивергенс - розбіжність).

Оболонкова будова Землі

Сучасні сейсмічність, вулканізм та межі плит

Типи меж літосферних плит:1 - Дивергентні кордони. Розкриття океанських рифтів, що викликають процес спредингу: М – поверхня Мохоровичіча, Л – літосфера;2 - Конвергентні кордони. Субдуція (занурення) океанічної кори під континентальну: тонкими стрілками показаний механізм розтягування – стискування в гіпоцентрах землетрусів (зірочки); П – первинні магматичні вогнища; 3 – трансформні межі; 4 – колізійні межі.

Дивергентні кордони

Конвергентні (субдукційні) межі: взаємодія океанської плити з континентальною та взаємодія океанських плит

Насування океанської плити на континентальну – обдукція

Конвергентні межі (зіткнення та взаємодія континентальних плит)

Трансформні кордони

Розташування осьових частин серединноокеанських хребтів. Є основними дивергентними кордонами

Межі плит, напрями та швидкості переміщення плит, центри сучасної сейсмічної та вулканічної активності

Кінематика літосферних плит

На інших межах плит в осередках землетрусів, навпаки, виявлено обстановку тектонічного стискування, тобто. у цих місцях літосферні плити рухаються назустріч одна одній зі швидкістю, що досягає 10-12 см/рік. Такі межі отримали назву конвергентних(англ. конвергенс – сходження), які протяжність також близька до 60 тис. км.

Існує ще один тип меж літосферних плит, де вони зміщуються горизонтально щодо один одного, як би зсуваються, про що говорить і обстановка сколювання в осередках землетрусів у цих зонах. Вони отримали назву трансформних розломів(англ. трансформ - перетворювати), т.к. передають, перетворюють рухи від однієї зони до іншої.

Деякі літосферні плити складені як океанічною, і континентальної корою одночасно. Наприклад, Південноамериканська єдина плита складається з океанічної кори західної частини південної Атлантики та з континентальної кори Південноамериканського континенту. Тільки одна, Тихоокеанська плита повністю складається з кори океанічного типу.

Сучасними геодезичними методами, включаючи космічну геодезію, високоточні лазерні вимірювання та іншими способами встановлені швидкості руху літосферних плит і доведено, що океанічні плити рухаються швидше за тих, до структури яких входить континент, причому, чим товщі континентальна літосфера, тим швидкість руху плити нижча.

Загальноприйнятою точкою зору переміщення літосферних плит є визнання конвективного перенесення речовини мантії. Поверхневим виразом такого явища є рифтові зони серединно-океанічних хребтів, де відносно нагріта мантія піднімається до поверхні, піддається плавленню і магма виливається у вигляді базальтових лав у рифтовій зоні і застигає.

Походження смугових магнітних аномалій у океанах. А та В – час нормальної, Б – час зворотної намагніченості порід:1 - океанічна кора,2 - Верхня мантія,3 - рифтова долина по осі серединно-океанічного хребта,4 - Магма,5 - Смуга нормально і6 – назад намагнічених порід

Далі в ці застиглі породи знову впроваджується базальтова магма і розсуває в обидва боки древніші базальти. І так відбувається багато разів. При цьому океанічне дно нарощується, розростається. Подібний процес отримав назву спредінгу(англ. спредінг - розгортання, розстилання). Таким чином, спрединг має швидкість, що вимірюється по обидва боки осьового рифту серединно-океанічного хребта.

Швидкість розростання океанічного дна коливається від кількох мм до 18 см на рік. Суворо симетрично по обидва боки серединно-океанічних хребтів у всіх океанах розташовані лінійні магнітні позитивні та негативні аномалії. Скрізь ми бачимо одну й ту ж саму послідовність аномалій, у кожному місці вони впізнаються, всім їм присвоєно свій порядковий номер.

Іншими словами, по обидва боки серединно-океанічного хребта ми маємо два однакові «записи» зміни магнітного поляпротягом тривалого часу. Нижня межа цього запису – 180 млн. років. Давніше океанічної кори немає. Подібний процес і є спредінгом.

Таким чином і відбувається нарощування океанічної літосфери по обидва боки хребта, у міру віддалення якого вона стає холодніше і важче і поступово опускається, продавлюючи астеносферу.

Край плити, під яку субдукує океанічна, підрізає опади, що скупчилися на ній, як ніж скрепера або бульдозера, деформує ці відкладення та прирощує їх до континентальної плити у вигляді акреційного клину(англ. акрешіон - збільшення). Водночас якась частина осадових відкладень занурюється разом із плитою в глибини мантії.

У різних місцях цей процес іде різними шляхами. Так, біля узбережжя Центральної Америки, де пробурені свердловини, майже всі опади підсуваються під континентальний край, чому сприяє надвисокий тиск води, що міститься у порах опадів. Тому й тертя дуже мало. У ряді інших місць океанічна літосферна плита, що занурюється, руйнує, еродує край континентальної літосфери і захоплює за собою вглиб її фрагменти.

Також слід згадати про зіткнення або колізіїдвох континентальних плит, які в силу відносної легкості матеріалу, що їх складає, не можуть зануритися один під одного, а стикаються, утворюючи гірничо-складчастий пояс з дуже складною внутрішньою будовою. Так, наприклад, виникли Гімалайські гори, коли 50 млн років тому Індостанська плита зіткнулася з Азіатською.

Так сформувався Альпійський гірничо-складчастий пояс при колізії Африкано-Аравійської та Євразійської континентальних плит.

Відносні рухи літосферних плит та розподіл швидкостей спредингу в рифтових зонах СОХ (см/рік): 1 – дивергентні та трансформні межі плит;2 – планетарні пояси стискування;3 – конвергентні межі плит

Розраховані абсолютні та відносні рухи літосферних плит з початку розпаду Пангеї, тобто. зі 180 млн. років тому, добре відомі та відрізняються великою точністю.

Відтворено картину розкриття Атлантичного та Індійського океанів, яке продовжується і в наші дні зі швидкістю близько 2,0 см на рік. З'ясовано можливість деякого провертання літосфери Землі по відношенню до нижньої мантії в західному напрямку, що дозволяє пояснити, чому на західній та східній активних околицях Тихого океану умови субдукції неоднакові і виникає відома асиметрія Тихого океану з задуговими, окраїнними морями та ланцюгами. на сході.

Теорія тектоніки літосферних плит вперше історія геології носить глобальний характер, т.к. вона стосується всіх районів земної кулі і дозволяє пояснити їхню історію розвитку, геологічну та тектонічну будову.

Геохронологічна шкала представлена ​​послідовністю історії Землі, що поділяє її на систему часових проміжків. Вона відображає відносний вік шарів осадових порід, визначений на основі їхнього взаємного розташування та наявності органічних залишків.

Історія створення

Геохронологічна шкала була складена та затверджена у 1881 р. на Міжнародному геологічному конгресі. Спочатку вона була послідовність розділених на епохи періодів. Останні були об'єднані в епоху. Тобто вихідна шкала включала три підрозділи. Пізніше було запроваджено четверту, більшу категорію — эон. У 2004 р. Міжнародною спілкою геологічних наук було затверджено розроблену Міжнародною комісією зі стратиграфії.

У Росії геохронологічну шкалу, поєднану зі стратиграфічною, затвердили наприкінці XX ст. (1992 р.). При цьому додали ще більший підрозділ – акрони.

Основні принципи

Геохронологічна шкала заснована на розчленуванні товщі осадових порід або пов'язаних з ними магматичних масивів за відносним віком.

Його визначення відноситься до задач геохронології. Для цієї мети застосовуються методи палеонтології та стратиграфії.

Застосування

Використання геохронологічної шкали залежить від того, що вона пов'язує геологічні події історія планети. З огляду на це вона широко застосовується в науках геологічного циклу. До того ж стратиграфічна шкала є основою для складання геологічних карт.

Крім цього, геохронологічна шкала має велике практичного значення. Так, вона використовується при регіонально-геологічних дослідженнях, спрямованих на з'ясування тектонічних особливостей території, визначення напряму пошуків та розвідки корисних копалин, особливо присвячених пластовим родовищам, що відповідають конкретним стратиграфічним рівням. Геологічні карти, створювані з урахуванням геохронологічної шкали, використовуються під час проведення інженерно-геологічних робіт, екологічних досліджень, і т. буд.

Накопичені матеріали про геологічну будову земної корита розвитку життя дозволило розбити її геологічну історію на шість ер та скласти шкалу геологічного часу – геохронологічну шкалу.

Кожна ера ділиться на періоди, період на епохи, епохи на віки.

Архейська ера – ера початку життя

Протерозойська ера – ера первинного життя

Рифейська – ера раннього життя

Палеозойська ера стародавнього життя

Мезозойська – ера середнього життя

Кайнозойська - епоха нового життя.

Ери об'єднані у два еони Криптозою та Фанерозою.

Кроптозою поєднує Архейську, Протерозойську та Рифейську ери. На цей еон припадає майже 4 млрд років, або 5/6 всього геологічного літочислення.

Це час зародження життя, появи примітивних одноклітинних організмів. Скелетна фауна повністю відсутня.

Характеризуються активною тектонічною діяльністю, у результаті якої сформувалася геологічна структура земної кори, появою води та перших найпростіших форм життя, накопиченням перших потужних товщ осадових порід. Спочатку утворилися платформи північної півкулі та Австралійська, пізніше Індостанська, Південно-Американська, Африканська та Антарктична. У цей час оформилися перші геосинкліналі (складчасті гори).

Геологічні утворення цих ер представлені магматичними, древніми осадовими і метаморфічними породами: кристалічними сланцями, вапняками, мармурами та ін. Вони складають кристалічний фундамент Російської, Західно-Сибірської та інших. рівнин, виходять поверхню нашій країні південніше Воронежа, в Карелії, Мурманської області, в Східного Сибіру, на Уралі, в Середній Азії та на Алтаї.

Інші ери – плеозойська, мезозойська та кайнозойська – об'єднані у фанерозою (приблизно 570 млн років). Фаенерозою - найважливіший етап геологічної історії Землі, для якого характерні виникнення і широке розвиток скелетних організмів, розквіт органічного світута поява людини.

Палеозойська ера-Pzпочалася приблизно 525-570 млн. років тому і тривала близько 340 млн. років. Палеозойська ера ділиться на шість періодів: Кембрійський, Ордовицький, Силурійський, Девонський, Кам'яновугільний і Пермський. У разі потреби стандартну стратиграфічну шкалу вводилися зміни, що відображають регіональну специфіку. Наприклад, у Європі виділяється кам'яновугільний період, а в США йому відповідають два – міссісипський та пенсільванський.

Палеозойська ера відрізняється переважно дуже теплим і вологим субтропічним кліматом, що призвело до утворення багатьох порід органогенного походження. У цей період відбулися дві найголовніші фази гороутворення, що супроводжувалися інтенсивним зминанням гірських порід. Перша, каледонська фаза відбулася біля Шотландії, Західної Скандинавії, Гренландії, біля Росії це район Забайкалля. Під час другої, герцинської фази утворилися Уральські гори, Тянь-Шань, Алтай та ін. В епоху скаладчастості тропічний клімат змінився різким похолоданням, а в епоху герцинської фази навіть відбувалося заледеніння.

У палеозойську епоху у морях утворилися вапняки, мергелі, доломіти, континентах – глини, піски і пісковики. В останні періоди палеозою – кам'яновугільний та пермський – утворилися потужні поклади кам'яного вугілля, вапняки, пісковики, сланці, а також хімічні осадові породи – гіпс, ангідрит, кам'яна сіль. Породи, що утворилися протягом цієї ери, містять багато залишків фауни та флори. Форми відрізнялися примітивністю і були дуже далекі від сучасних, це спорові рослини та безхребетні тварини, і хребетні, що згодом вимерли.

Більшість порід палеозойської ери можуть бути надійною основою і використовуватися як будівельні матеріали.

Мезозойська ера Mz (ера середнього життя) почалася 190 млн. років тому і мала тривалість близько 125 млн. років, ділиться на три періоди Тріасовий, Юрський і Меловий. Ера відрізняється порівняно теплим одноманітним кліматом та тектонічним спокоєм. Лише в Юрському періоді мала місце кіммерійська фаза гороутворення, внаслідок якої почалося утворення Кавказьких та Кримських гір. У цей час спостерігається континентальна кліматична обстановка, коли утворилися вугілля і глини.

У період мезозою морські та континентальні відкладення набули однакового поширення. У межах російської рівнини утворилися сильні відклади крейди, вапняків, глин. Можливості використання порід мезозойської ери в будівельних цілях такі самі, як і в період палеозою.

Протягом цієї ери плазуни мали дуже великі розміри. Фауна і флора мали перехідний характер – від стародавніх форм органічного світу до сучасних.

Кайнозойська ераKz(Ера нового життя) почалася 65 млн. років тому. Рослинний та тваринний світнаближається до сучасним формамз'являється людина. Епоха поділяється на три періоди Палеоген, Неоген і Четвертичний. Перші два періоди зазвичай поєднуються в один – третинний. Четвертичний період займає лише 1 млн. років і найбільш детально вивчений. Саме на початку четвертинного періоду з'явилася людина.

Кайнозойська епоха відрізняється різними, різко відмінними друг від друга кліматичними умовами. У період Палеогену клімат був теплим, майже тропічним, у період Неогена спостерігається похолодання, яке у Четвертичному періоді перейшло в льодовичну епоху з періодичними заледеніннями. Зледеніння захопили величезну територію північної частини Європи та Азії.

У кайнозойскую епоху дуже інтенсивно проявилася так звана альпійська складчастість, освіту якої розпочалося ще Юрському періоді. У третинному періоді закінчилося утворення Кавказьких та Кримських гір. У цей час з'явилися хребти Північної Африки, Альпи, Карпати, гори Паміра, Тянь-Шаня, Гималев, на Курильських островах, Сахаліні Камчатці. Альпійська гороосвітня фаза ще закінчилася.

У третинному періоді утворилися породи морського та континентального походження. Морські третинні відкладення – глини, вапняки-черепашники та інших. розташовуються узбережжя Чорного моря та інших місцях. Континентальні третинні відкладення поширені повсюдно.

Породи четвертинного періоду переважно є континентальними відкладеннями – пухкими гірськими породами і породами органогенного походження. Їх зазвичай називають четвертинними породами чи наносами на відміну ранніх порід, які називаю корінними. Морські четвертинні відкладення біля Росії зустрічаються рідко – на узбережжях морів, північ і схід від Каспійського моря і північному узбережжі Чорного моря. За складом та властивостями ці відкладення аналогічні третинним. Особливу групу у тому числі становлять морські мули.

Потужність четвертинних відкладень коливається від кількох сантиметрів до десятків і сотень метрів. Ці породи менш надійні як підстави, ніж корені. Властивості їх змінюються у межах і багато в чому залежить від генетичних особливостей.

Корінні породи зазвичай представлені скельними та ущільненими піщаними та глинистими породами, а серед четвертинних відкладень переважають пухкі утворення, слабосцементовані та зв'язкові.

Одне з головних завдань геологічних досліджень це визначення віку гірських порід, що складають земну кору. Розрізняють відносний та абсолютний їх вік. Існує кілька методів визначення відносного віку гірських порід: стратиграфічний та палеонтологічний.

Стратиграфічний метод заснований на аналізі осадових порід (морських та континентальних) та визначення послідовності їх утворення. Пласти, що лежать унизу давніші, нагорі молодші. Цим методом встановлюється відносний вік гірських порід у певному геологічному розрізі на невеликих ділянках.

Палеонтологічний метод полягає у вивченні скам'янілих залишків органічного світу. Органічний світ під час геологічної історії зазнавав значних змін. Вивчення осадових порід у вертикальному розрізі земної кори показало, що певному комплексу верств відповідає певний комплекс рослинних та тваринних організмів.

Таким чином, скам'янілості рослинного та тваринного походження можна використовувати для визначення віку гірських порід. Скам'янілостями називаються залишки вимерлих рослин і тварин, а також сліди їхньої життєдіяльності. Для визначення геологічного віку мають значення в повному обсязі організми, лише так звані керівні, т. е. ті організми, які у геологічному розумінні існували недовго.

Керівні скам'янілості повинні мати невелике вертикальне та широке горизонтальне поширення, а також гарну безпеку. У кожен геологічний період розвивалася певна група тварин та рослин. Скам'янілі залишки зустрічаються у відкладеннях відповідного віку. У древніх пластах земної кори виявляються залишки примітивних організмів, молодших високоорганізованих. Розвиток органічного світу відбувався по висхідній лінії; від найпростіших організмів до складних. Чим ближче до нашого часу, тим більше схожості із сучасним органічним світом. Палеонтологічний метод найбільш точний і широко застосовується.

Склад таблиці

Геохронологічна шкала створювалася визначення відносного геологічного віку порід. Абсолютний вік, що вимірюється у роках, має для геологів другорядне значення. Час існування Землі поділено на два основні інтервали: фанерозою та докембрій (криптозою) за появою в осадових породах викопних залишків. Криптозою - час прихованого життя, в ньому існували тільки м'якотілі організми, що не залишають слідів в осадових породах. Фанерозою розпочався з появою на кордоні едіакарію (венд) та кембрію безлічі видів молюсків та інших організмів, що дозволяють палеонтології розчленовувати товщі за знахідками викопної флори та фауни.

Інший великий поділ геохронологічної шкали має своїм витоком перші спроби розділити історію Землі на найбільші часові інтервали. Тоді вся історія була поділена на чотири періоди: первинний, який еквівалентний докембрію, вторинний – палеозою та мезозою, третинний – весь кайнозою без останнього четвертинного періоду. Четвертичний період займає особливе становище. Це найкоротший період, але в ньому відбулося безліч подій, сліди яких збереглися краще за інших.

На підставі стратиграфічного та палеонтологічного методів побудована стратиграфічна шкала, представлена ​​на рис.1, в якій гірські породи, що складають земну кору, розташовані у певній послідовності відповідно до їх відносного віку. У цій шкалі виділено групи, системи, відділи, яруси. На основі стратиграфічної шкали розроблено геохронологічну таблицю, в якій час утворення груп, систем, відділів та ярусів називається ерою, періодом, епохою, століттям.

Рис.1. Геохронологічна шкала

Вся геологічна історія Землі розділена на 5 ер: архейську протерозойську, палеозойську, мезозойську, кайнозойську. Кожна ер розділена на періоди, періоди на епохи, епохи на віки.

Особливості визначення віку гірських порід

Абсолютний геологічний вік - час, що протік від будь-якої геологічної події до сучасної епохи, що обчислюється в абсолютних одиницях часу (у мільярдах, мільйонах, тисячах і т. д. років). Існує кілька методів визначення абсолютного віку гірських порід.

Седиментаційний метод зводиться до визначення кількості уламкового матеріалу, що щороку зноситься з поверхні суші та відкладається на дні моря. Знаючи, скільки накопичується опадів на дні моря протягом року і вимірявши потужність осадових товщ, що накопичилися в окремі геологічні періоди, можна дізнатися про тривалість часу, що знадобився на накопичення цих опадів.

Седиментаційний метод не зовсім точний. Неточність його пояснюється нерівномірністю процесів накопичення опадів. Швидкість осадконакопичення непостійна, вона змінюється, посилюючись і досягаючи максимуму в періоди тектонічної активності земної кори, коли земна поверхня має сильно розчленовані форми, завдяки чому посилюються денудаційні процеси і в результаті надходить більше опадів морські басейни. У періоди менш активних тектонічних рухів земної кори денудаційні процеси слабшають і кількість опадів зменшується. Цей метод дає лише орієнтовне уявлення про геологічне вік Землі.

Радіологічні методинайточніші методи визначення абсолютного віку гірських порід. Вони засновані на використанні радіоактивного розпаду ізотопів урану, радію, калію та інших радіоактивних елементів. Швидкість радіоактивного розпаду є постійною і не залежить від зовнішніх умов. Кінцевими продуктами розпаду урану є гелій і свинець РЬ206. Зі 100 грамів урану за 74 млн. років утворюється 1 грам (1%) свинцю. Якщо визначити кількість свинцю (у відсотках) у масі урану, то множенням на 74 млн. одержують вік мінералу, а за ним і час існування геологічного пласта.

У Останнім часомстали застосовувати радіоактивний метод, який отримав назву калієвого чи аргонового. У цьому випадку використовується ізотоп калію з атомною вагою 40. Калієвий метод має ту перевагу, що широко поширений калій в природі. У процесі розпаду калію утворюються кальцій та газ аргон. Недоліком радіологічного методу є обмежена можливістьйого застосування головним чином визначення віку магматичних і метаморфічних порід.

Геохронологічна таблиця- це один із способів уявлення етапів розвитку планети Земля, зокрема життя на ній. У таблицю записують епохи, які поділяються на періоди, вказується їх вік, тривалість, описуються основні ароморфози флори та фауни.

Часто в геохронологічних таблицях ранні, т. е. старіші, ери записуються внизу, а пізніші, т. е. молодші, – вгорі. Нижче представлені дані про розвиток життя на Землі у природному хронологічному порядку: від старих до нових. Таблична форма опущена задля зручності.

Архейська ера

Почалася приблизно 3500 млн. (3,5 млрд.) років тому. Тривала близько 1000 млн років (1 млрд).

У архейську епоху виникають перші ознаки життя Землі – одноклітинні організми.

За сучасними оцінками вік Землі становить понад 4 млрд. років. До архею була катархейська ера, коли життя ще не було.

Протерозойська ера

Почалася приблизно 2700 млн. (2,7 млрд.) років тому. Тривала понад 2 млрд. років.

Протерозою – епоха раннього життя. У шарах, що належать цій ері, знаходять рідкісні та нечисленні органічні залишки. Однак вони належать всім типам безхребетних тварин. Також швидше за все з'являються перші хордові – безчерепні.

Палеозойська ера

Почалася близько 570 млн. років тому, тривала понад 300 млн. років.

Палеозою – давнє життя. Починаючи з нього процес еволюції вивчений краще, тому що залишки організмів з верхніх геологічних шарів доступніші. Звідси прийнято докладно розглядати кожну еру, відзначаючи зміни органічного світу кожному за періоду (хоча свої періоди виділяють й у археї й у протерозої).

Кембрійський період (кембрій)

Тривав близько 70 млн. років. Процвітають морські безхребетні, водорості. З'являється безліч нових груп організмів – відбувається так званий кембрійський вибух.

Ордовікський період (ордовик)

Тривав 60 млн років. Розквіт трилобітів, ракоскорпіонів. З'являються перші судинні рослини.

Силур (30 млн років)

• Розквіт коралів.
• Поява щиткових – безщелепних хребетних.
• Поява рослин псилофітів, що вийшли на сушу.

Девон (60 млн років)

• Розквіт щиткових.
• Поява кістеперих риб та стегоцефалів.
• Поширення суші вищих спорових.

Кам'яновугільний період

Тривав близько 70 млн років.

• Розквіт земноводних.
• Поява перших плазунів.
• Поява літаючих форм членистоногих.
• Зниження чисельності трилобітів.
• Розквіт папоротеподібних.
• Поява насіннєвих папоротей.

Перм (55 млн)

• Поширення плазунів, виникнення звірозубих ящерів.
• Вимирання трилобітів.
• Зникнення кам'яновугільних лісів.
• Поширення голонасінних.

Мезозойська ера

Епоха середнього життя.

Геохронологія та стратиграфія

Почалася 230 млн. років тому, тривала близько 160 млн. років.

Тріасовий період

Тривалість – 35 млн років. Розквіт плазунів, поява перших ссавців та справжніх кісткових риб.

Юрський період

Тривав близько 60 млн років.

• Панування плазунів та голонасінних рослин.
• Поява археоптериксу.
• У морях багато головоногих молюсків.

Крейдяний період (70 млн років)

• Поява вищих ссавців та справжніх птахів.
• Широке поширення кісткових риб.
• Скорочення папоротей та голонасінних.
• Поява покритонасінних.

Кайнозойська ера

Епоха нового життя. Почалася 67 млн ​​років тому, триває відповідно стільки ж.

Палеоген

Тривав близько 40 млн років.

• Поява хвостатих лемурів, довгоп'ятів, парапітеків та дріопитеків.
• Бурхливий розквіт комах.
• Триває вимирання великих плазунів.
• Зникають цілі групи головоногих молюсків.
• Панування покритонасінних рослин.

Неоген (близько 23,5 млн років)

Панування ссавців та птахів. З'явилися перші представники роду Люди (Homo).

Антропоген (1,5 млн років)

Поява виду людини розумної (Homo Sapiens). Тваринний та рослинний світнабуває сучасного вигляду.

У 1881 р. на II Міжнародному геологічному конгресі в м. Болоньї було прийнято Міжнародну геохронологічну шкалу, що є широким системним узагальненням робіт багатьох поколінь геологів різних областяхгеологічних знань У шкалі відбито хронологічна послідовність тимчасових підрозділів, протягом яких сформувалися певні комплекси відкладень та еволюція органічного світу, тобто у міжнародній геохронологічній шкалі відображена природна періодизація історії Землі. Побудована вона на принципі рангового підпорядкування тимчасових і стратиграфічних одиниць від більших до дрібніших (табл. 6.1).

Кожному тимчасовому підрозділу відповідає комплекс відкладень, виділений відповідно до зміни органічного світу і який називається стратиграфічним підрозділом.

Тому існують дві шкали: геохронологічна та стратиграфічна (табл. 6.2, 6.3, 6.4). У цих шкалах вся історія Землі розділена на кілька еонів та відповідних їм еонотем.

Геохронологічні та стратиграфічні шкали постійно змінюються та вдосконалюються. Шкала, наведена у табл. 6.2, має ранг міжнародної, але й у неї є варіанти: замість кам'яновугільного періоду в європейській шкалі, у США виділяють два періоди: міссісіпський, наступний за девонським, та пенсільванський, що передує пермському.

Кожній епосі (періоду, епосі і т. д.) властивий свій комплекс живих організмів, еволюція яких є одним з критеріїв побудови стратиграфічної шкали.

У 1992 р. Міжвідомчим стратиграфічним комітетом було опубліковано сучасну стратиграфічну (геохронологічну) шкалу, яка рекомендується всім геологічних організацій нашої країни (див. табл. 6.2, 6.3, 6.4), але вона є загальноприйнятою у світовому масштабі; Найбільші розбіжності існують для докембрія та четвертинної системи.



Примітки.

Тут виділено:

1. Архейський еон (AR) (найдавніше життя), якому відповідає стратиграфічна товща порід - архейська еонотема.

2. Протерозойський еон (PR) (первинне життя) – йому відповідає стратиграфічна товща порід – протерозойська еонотема.

3. Фанерозойський еон, що поділяється на три ери:

3.1 – палеозойська ера (PZ) (ера стародавнього життя) – їй відповідає палеозойська товща порід – палеозойська ератема (група);

3.2 – мезозойська ера (MZ) (ера середнього життя) – їй відповідає мезозойська товща порід – мезозойська ератема (група);

3.3 - кайнозойська ера (KZ) (ера нового життя) - їй відповідає кайнозойська товща порід - кайнозойська ератема (група).

Архейський еон розділений на дві частини: ранній (давніше 3500 млн років) та пізній архей. Протерозойський еон теж розділений на дві частини: ранній та пізній протерозой; в останньому виділяється рифей (R) (за давньою назвою Уралу – Ripheus) та вендський період (V) – на ім'я древнього слов'янського племені «веди» або «венеди».

Фанерозойські еон та еонотема поділяються на три ери (ератеми) та 12 періодів (систем). Назва періодам зазвичай присвоюється за найменуванням місцевості, де вони вперше були виділені і найповніше описані.

У палеозойській ері (ератемі) виділено відповідно.

1. Кембрійський період (6) – кембрійська система (Є) – за стародавньою назвою провінції Уельс в Англії – Cambria;

2. Ордовицький період (О) – ордовицька система (О) – за назвою древніх племен Англії, що населяли ті райони, – «мордовиків»;

3. Силурійський період (S) – силурійська система (S) – за назвою древніх племен Англії – «силурів»;

4. Девонський період (D) – девонская система (D) – за назвою графства Девоншир в Англії;

5. Кам'яновугільний (карбоновий) період (С) - кам'яновугільна (карбонова) система (О - по широкому розвитку в цих відкладах покладів кам'яного вугілля;

6. Пермський період (P) – пермська система (P) – за назвою пермської губернії в Росії.

У мезозойській ері (ератемі) виділено відповідно.

1. Тріасовий період (T) - тріасова система (T) - по розподілу періоду (системи) на три частини;

2) Юрський період (J) – юрська система (J) – за назвою Юрських гір у Швейцарії;

3. Крейдяний період (К) - крейдяна система (К) - з розвитку у відкладеннях цієї системи писчего крейди.

У кайнозойській ері (ератемі) виділено відповідно.

1. Палеогеновий період (P) – палеогенова система (P) – найбільш давня частина кайнозойської ери;

2. Неогеновий період(N) – неогенова система (N) – новонароджені;

3. Четвертинний період (Q) – четвертинна система (Q) – за пропозицією акад.

Геохронологічна шкала

А.А. Павлова, що називається іноді антропогеном.

Індекси (символи) ер (ератем) позначаються двома першими літерами латинської транскрипції, а періодів (систем) - за першою літерою.

На геологічних картах та розрізах для зручності зображення кожній віковій системі надано певний колір. Періоди (системи) розділені відповідно на епохи (відділи). Тривалість геологічних періодів неоднакова – від 20 до 100 млн років. Виняток становить четвертинний період – 1,8 млн років, але він ще не закінчився.

Ранні, середні, пізні епохи відповідають нижнім, середнім, верхнім відділам. Епох (відділів) може бути дві чи три. Індексам епох (відділів) відповідає індекс своїх періодів (систем) із додаванням цифр справа внизу – 1,2,3. Наприклад, 5, - ранньосилурійська епоха, а S2 - пізньосилурійська епоха. Для позначення кольорів епох (відділів) використовується колір своїх періодів (систем) для більш ранніх (пізніших) - більш темних відтінків. Епохи (відділи) юрського періоду та кайнозойської ери зберегли власні назви. Стратиграфічні та геохронологічні одиниці кайнозойської ери (групи) мають свої назви: P1 – палеоцен, P2 – еоцен, P3 – олігоцен, N1 – міоцен, N2 – пліоцен, QI, QII, QIII – епохи (відділи) ранньо-(нижньо-), середньо- (середньо-), пізньочетвертичне (верхнечетвертичне) - разом називаються плейстоценом, a Q4 - голоценом.

Наступними та більш дробовими одиницями геохронологічної та стратиграфічної шкал є повік (ярус) тривалістю від 2 до 10 млн років. Назви їм надаються географічні.

1. Геологічна шкала часу

1.5. Геохронологічна та стратиграфічна шкали.

Необоротність часу

3. Природознавство епохи середньовіччя

Список використаної літератури

1. Геологічна шкала часу

Фізичні, космологічні, хімічні концепції підводять впритул до уявлень про Землю, її походження, будову та різноманітні властивості. Комплекс наук про Землю зазвичай називають геологією(грец. ge - Земля). Земля- це місце та необхідна умова існування людства. Тому геологічні концепції мають для людини насущне значення. Нам належить усвідомити характер їхньої еволюції. Геологічні концепції виникають не мимоволі, є результатом найкропітніших наукових пошуків.

Земля – унікальний космічний об'єкт. У його вивченні центральне місце посідає ідея еволюції Землі. З огляду на це звернемося, перш за все, до такого важливого кількісно-еволюційного параметра Землі, як її час, геологічне час.

Вироблення наукових концепцій про геологічному часі ускладнюється тим, що час життя людського індивідуума становить незначну частку віку Землі (бл. 4,6 * 109 років). Проста екстраполяція актуального геологічного часу до глибин минулого геологічного часу нічого не дає. Щоб отримати інформацію про геологічне минуле Землі, необхідні якісь особливі концепції. Існують різні способи осмислення геологічного часу, головні серед них – літологічні, біостратиграфічні та радіологічні.

Літологічна концепція геологічного часу була вперше розроблена датським лікарем та натуралістом Н. Стенсеном (Стіно). Згідно з концепцією Стіно (1669), у серії нормально залягаючих пластів вищележачих пласт молодше нижчих, а тріщини, що січуть, і мінеральні жили ще молодші. Головна думкаСтіно таке: шарувата структура порід поверхні Землі є просторовим відображенням геологічного часу, яке, зрозуміло, також має певну структурність. У розвиток ідей Стено геологічне час визначають за накопиченнями опадів у морях і океанах, річкових відкладень у приустьевих ділянках узбережжя, по висоті дюн, по товщах «стрічкових» глин, що виникають у країв льодовиків внаслідок їх танення.

При біостратиграфічному осмисленні геологічного часу до уваги беруться останки давніх організмів: фауни і флора, що залягають вище, вважаються молодшими. Цю закономірність встановив англієць У. Сміт, який становив першу геологічну карту Англії з поділом гірських порід за віком (1813-1815). Важливо, що на відміну від літологічних верств біостратиграфічні ознаки поширюються великі відстані і є у всій оболонці Землі загалом.

На основі літо- та біостратиграфічних даних неодноразово робилися спроби створити єдину (біо)стратиграфічну шкалу геологічного часу. Однак цьому шляху дослідники незмінно наштовхувалися на незрозумілі труднощі. За (біо)стратиграфічними даними можна визначити ставлення «старше-молодше», але важко визначити на скільки років один шар склався раніше за інший. Але завдання впорядкування геологічних подій вимагає запровадження як порядкових, а й кількісних (метричних) характеристик часу.

При радіологічному вимірі часу, так званої ізотопної хронології, вік геологічних об'єктів визначається з співвідношення у яких материнського і дочірнього ізотопів радіоактивного елемента. Ідею радіологічного виміру часу було запропоновано на початку ХХ ст. П.Кюрі та Е.Резерфордом.

Ізотопна геохронологія дозволила використовувати у процедурах виміру геологічного часу як порядкові визначення типу «раніше — пізніше», а й кількісні визначення. У зв'язку з цим вводиться шкала геологічного часу, яку зазвичай представляють у різних версіях. Одна з них наводиться нижче.

Інтервали геологічного часу (початки періодів та епох у мільйонах років від теперішнього часу)

У назвах геологічних періодів від ранньої їхньої класифікації збереглися лише два вирази: третинний і четвертинний. Частина назв геологічних періодів пов'язані або з місцевостями, або з характером речових відкладень. Так, девонськийПеріод характеризує вік відкладень, вперше вивчених у графстві Девоншир в Англії. КрейдянийПеріод характеризує вікові особливості геологічних відкладень, що містять багато крейди.

2. Незворотність часу

Час - Це форма існування матерії, що виражає порядок зміни об'єктів та явищ дійсності. характеризує реальну тривалість дій, процесів, подій; позначає проміжок між подіями.

На відміну від простору, у кожну точку якого можна знову і знову повертатися, час - Необоротноі одномірно. Воно тече з минулого через сьогодення до майбутнього. Не можна повернутися назад у якусь точку часу, але не можна і перескочити через якийсь часовий проміжок у майбутнє. Звідси випливає, що час становить рамки для причинно-наслідкових зв'язків. Деякі стверджують, що незворотність часу та його спрямованість визначаються причиною зв'язком, оскільки причина завжди передує слідству. Однак очевидно, що поняття передування вже передбачає час. Більше прав тому Г. Рейхенбах, який пише: «Не тільки тимчасовий порядок, а й об'єднаний просторово-часовий порядок розкриваються як схема, що упорядковує, керує причинними ланцюгами, і, таким чином, як вираз каузальної структури всесвіту».

Необоротність часу в макроскопічних процесах знаходить своє втілення у законі зростання ентропії. У оборотних процесах ентропія залишається постійною, у незворотних – зростає. Реальні процеси завжди незворотні. У замкнутій системі максимально можлива ентропія відповідає настанню у ній теплового рівноваги: ​​різниці температур окремих частинах системи зникають і макроскопічні процеси стають неможливими. Вся властива системі енергія перетворюється на енергію невпорядкованого, хаотичного руху мікрочастинок, і зворотний перехід тепла на роботу неможливий.

З'ясувалося, що час не можна розглядати як окремо взяте. І у будь-якому разі виміряне значення часу залежить від відносного руху спостерігачів. Тому два спостерігачі, які рухаються щодо один одного і стежать за двома різними подіями, дійдуть різних висновків про те, наскільки ці події розділені у просторі та часі. У 1907 р. німецький математик Герман Мінковський (1864-1909) висловив припущення про тісний зв'язок трьох просторових та однієї тимчасової характеристик. На його думку, всі події у Всесвіті відбуваються у чотиривимірному просторово-часовому континуумі.

сучасного стану