Хронологическая шкала и история развития живых организмов. Международная стратиграфическая (геохронологическая) шкала. Особенности определения возраста горных пород

Представлены четыре хронограммы, отражающие разные этапы истории Земли в различном масштабе.

Верхняя диаграмма охватывает всю историю Земли;

Вторая - фанерозой, время массового появления разнообразных форм жизни;

Третья - кайнозой, период времени после вымирания динозавров;

Нижняя - антропоген (четвертичный период), время появления человека.

Миллионы лет

Наиболее крупным подразделением является эон, которых выделяется 3: 1) архейский (греч. «археос» – древнейший) – более 3,5-2,6 млрд. лет; 2) протерозойский (греч. «протерос» – первичный) – 2,6 млрд. лет - 570 млн. лет; 3) фанерозойский (греч. «фанерос» – явный) – 570 – 0 млн. лет. Эоны подразделяются на эры, а они в свою очередь на периоды и эпохи (см. геохронологическую шкалу).

Фанерозойский эон подразделяется на эры: палеозойскую (греч. «палеос» – древний, «зоо» - жизнь) (6 периодов); мезозойскую (греч. «мезос» – средний) (3 периода) и кайнозойскую (греч. «кайнос» – новый) (3 периода). 12 периодов названы по той местности, где они были впервые выделены и описаны – кембрий – древнее название полуострова Уэльс в Англии; ордовик и силур – по названию древних племён, живших также в Англии; девон – по графству Девоншир опять-таки в Англии; карбон – по каменным углям; пермь – по Пермской губернии в России и т.д.

Геологические периоды обладают разной длительностью от 20 до 100 млн. лет. Что касается четвертичного периода или антропогена (греч. «антропос» – человек), то он по длительности не превышает 1,8-2,0 млн. лет и ещё не окончен.

Следует обратить внимание на стратиграфическую шкалу, которая имеет дело с отложениями. В ней употребляются другие термины: эонотема (эон), эратема (эра), система (период), отдел (эпоха), ярус (век). Поэтому мы говорим, что в «в каменноугольный период формировались залежи каменного угля», но «каменноугольная система характеризуется распространением угленосных отложений». В первом случае речь идёт о времени, во втором – об отложениях.

Все подразделения геохронологической и стратиграфической шкал ранга периода-системы обозначаются по первой букве латинского наименования, например кембрий є, ордовик – О, силур – S, девон – D и т.д., а эпохи (отделы) – цифрами – 1,2,3, которые ставятся справа от индекса внизу: нижняя юра J1, верхний мел – К2 и т.д. Каждый период (система) имеет свой цвет, которым и показывается на геологической карте. Эти цвета общепринятые и замене не подлежат.

Геохронологическая шкала является важнейшим документом, удовлетворяющим последовательность и время геологических событий в истории Земли. Её надо знать обязательно и поэтому шкалу необходимо выучить с первых же шагов изучения геологии.

Изотопные методы определения возраста минералов и горных пород

После открытия в 1896 г. французским физиком А. Беккерелем явления радиоактивного распада стало возможным установление возраста минералов и горных пород. Было также установлено, что процесс радиоактивного распада происходит с постоянной скоростью, как на нашей Земле, так и в Солнечной системе. На этом основании П. Кюри (1902) и независимо от него Э. Резерфорд (1902) высказали мысль о возможности использования радиоактивного распада элементов в качестве меры геологического времени. Так наука в начале XX столетия подошла к созданию часов, основанных на радиоактивных природных превращениях, ход которых не зависим от геологических и астрономических явлений.

Вопрос №3. Геодинамические процессы. Геологические нарушения

Тектоника литосферных плит – современная геологическая теория

Решающий вклад в современную геологическую теорию тектоники литосферных плит внесли следующие открытия: 1) установление грандиозной, около 60 тыс. км системы срединно-океанических хребтов и гигантских разломов, пересекающих эти хребты; 2) обнаружение и расшифровка линейных магнитных аномалий океанического дна, дающих возможность объяснить механизм и время его образования; 3) установление места и глубин гипоцентров (очагов) землетрясений и решение их фокальных механизмов, т.е. определение ориентировки напряжений в очагах; 4) развитие палеомагнитного метода, основанного на изучении древней намагниченности горных пород, что дало возможность установить перемещение континентов относительно магнитных полюсов Земли.

Литосферная плита - это крупный стабильный участок земной коры, часть литосферы. Согласно теории тектоники плит, литосферные плиты ограничены зонами сейсмической, вулканической и тектонической активности - границами плиты. Границы плит бывают трёх типов: дивергентные, конвергентные и трансформные .

В одной точке могут сходиться только три плиты. Конфигурация, в которой в одной точке сходятся четыре или более плит, неустойчива, и быстро разрушается со временем.

Существует два принципиально разных вида земной коры - кора континентальная и кора океаническая. Некоторые литосферные плиты сложены исключительно океанической корой (пример - крупнейшая тихоокеанская плита), другие состоят из блока континентальной коры, впаянного в кору океаническую.

Литосферные плиты постоянно меняют свои очертания, они могут раскалываться в результате рифтинга и спаиваться, образуя единую плиту в результате коллизии. Литосферные плиты также могут тонуть в мантии планеты, достигая глубины внешнего ядра. С другой стороны, разделение земной коры на плиты неоднозначно, и по мере накопления геологических знаний выделяются новые плиты, а некоторые границы плит признаются несуществующими. Очертания плит меняются со временем. Особенно это касается малых плит, в отношении которых геологами предложено множество кинематических реконструкций.

Более 90 % поверхности Землипокрыто 14-ю крупнейшими литосферными плитами.

Основная идея новой теории базировалась на признании разделения литосферы, т.е. верхней оболочки Земли, включающую земную кору и верхнюю мантию до астеносферы, на 7 самостоятельных крупных плит, не считая ряда мелких.

Эти плиты в своих центральных частях лишены сейсмичности, они тектонически стабильны, а вот по краям плит сейсмичность очень высокая, там постоянно происходят землетрясения. Следовательно, краевые зоны плит испытывают большие напряжения, т.к. перемещаются относительно друг друга.

Основные литосферные плиты (по В.Е.Хаину и М.Г.Ломизе): 1 – оси спрединга (дивергентные границы), 2 – зоны субдукции (конвергентные границы), 3 – трансформные разломы, 4 – векторы «абсолютных» движений литосферных плит. Малые плиты: Х – Хуан-де-Фука; Ко – Кокос; К – Карибская; А – Аравийская; Кт – Китайская; И – Индокитайская; О – Охотская; Ф – Филиппинская

Определив характер напряжений в очагах землетрясений на краях плит, удалось выяснить, что в одних случаях это растяжение, т.е. плиты расходятся и происходит это вдоль оси срединно-океанических хребтов, где развиты глубокие ущелья – рифты (англ. «рифт» – расщелина). Подобные границы, маркирующие зоны расхождения литосферных плит называются дивергентными (англ. дивергенс – расхождение).

Оболочное строение Земли

Современные сейсмичность, вулканизм и границы плит

Типы границ литосферных плит: 1 – дивергентные границы. Раскрытие океанских рифтов, вызывающих процесс спрединга: М – поверхность Мохоровичича, Л – литосфера; 2 – конвергентные границы. Субдуция (погружение) океанической коры под континентальную: тонкими стрелками показан механизм растяжения – сжатия в гипоцентрах землетрясений (звездочки); П – первичные магматические очаги; 3 – трансформные границы; 4 – коллизионные границы.

Дивергентные границы

Конвергентные (субдукционные) границы: взаимодействие океанской плиты с континентальной и взаимодействие океанских плит

Надвигание океанской плиты на континентальную – обдукция

Конвергентные границы (столкновение и взаимодействие континентальных плит)

Трансформные границы

Расположение осевых частей срединно-океанских хребтов. Являются основными дивергентными границами

Границы плит, направления и скорости перемещения плит, центры современной сейсмической и вулканической активности

Кинематика литосферных плит

На других границах плит в очагах землетрясений, наоборот, выявлена обстановка тектонического сжатия, т.е. в этих местах литосферные плиты движутся навстречу друг другу со скоростью, достигающей 10-12 см/год. Такие границы получили название конвергентных (англ. конвергенс – схождение), а их протяженность также близка к 60 тыс. км.

Существует еще один тип границ литосферных плит, где они смещаются горизонтально относительно друг друга, как бы сдвигаются, о чем говорит и обстановка скалывания в очагах землетрясений в этих зонах. Они получили название трансформных разломов (англ. трансформ – преобразовывать), т.к. передают, преобразуют движения от одной зоны к другой.

Некоторые литосферные плиты сложены как океанической, так и континентальной корой одновременно. Например, Южно-Американская единая плита состоит из океанической коры западной части южной Атлантики и из континентальной коры Южно-Американского континента. Только одна, Тихоокеанская плита целиком состоит из коры океанического типа.

Современными геодезическими методами, включая космическую геодезию, высокоточные лазерные измерения и другими способами установлены скорости движения литосферных плит и доказано, что океанические плиты движутся быстрее тех, в структуру которых входит континент, причём, чем толще континентальная литосфера, тем скорость движения плиты ниже.

Общепринятой точкой зрения перемещения литосферных плит считается признание конвективного переноса вещества мантии. Поверхностным выражением такого явления являются рифтовые зоны срединно-океанических хребтов, где относительно более нагретая мантия поднимается к поверхности, подвергается плавлению и магма изливается в виде базальтовых лав в рифтовой зоне и застывает.

Происхождение полосовых магнитных аномалий в океанах. А и В – время нормальной, Б – время обратной намагниченности пород: 1 – океаническая кора, 2 – верхняя мантия, 3 – рифтовая долина по оси срединно-океанического хребта, 4 – магма, 5 – полоса нормально и 6 – обратно намагниченных пород

Далее в эти застывшие породы вновь внедряется базальтовая магма и раздвигает в обе стороны более древние базальты. И так происходит много раз. При этом океаническое дно как бы наращивается, разрастается. Подобный процесс получил название спрединга (англ. спрединг – развертывание, расстилание). Таким образом, спрединг имеет скорость, измеряемую по обе стороны осевого рифта срединно-океанического хребта.

Скорость разрастания океанического дна колеблется от нескольких мм до 18 см в год. Строго симметрично по обе стороны срединно-океанических хребтов во всех океанах расположены линейные магнитные положительные и отрицательные аномалии. Везде мы видим одну и туже последовательность аномалий, в каждом месте они узнаются, всем им присвоен свой порядковый номер.

Иными словами, по обе стороны срединно-океанического хребта мы имеем две одинаковые «записи» изменения магнитного поля на протяжении длительного времени. Нижний предел этой «записи» – 180 млн. лет. Древнее океанической коры не существует. Подобный процесс и есть спрединг.

Таким образом и происходит наращивание океанической литосферы по обе стороны хребта, по мере удаления от которого она становится холоднее и тяжелее и постепенно опускается, продавливая астеносферу.

Край плиты, под которую субдуцирует океаническая, подрезает осадки, скопившиеся на ней, как нож скрепера или бульдозера, деформирует эти отложения и приращивает их к континентальной плите в виде аккреционного клина (англ. аккрешион – приращение). Вместе с тем какая-то часть осадочных отложений, погружается вместе с плитой в глубины мантии.

В различных местах этот процесс идёт разными путями. Так, у побережья Центральной Америки, где пробурены скважины, почти все осадки пододвигаются под континентальный край, чему способствует сверхвысокое давление воды, содержащейся в порах осадков. Поэтому и трение очень мало. В ряде других мест погружающаяся океаническая литосферная плита разрушает, эродирует край континентальной литосферы и увлекает за собой вглубь её фрагменты.

Также следует упомянуть о столкновении или коллизии двух континентальных плит, которые в силу относительной легкости слагающего их материала, не могут погрузиться друг под друга, а сталкиваются, образуя горно-складчатый пояс с очень сложным внутренним строением. Так, например, возникли Гималайские горы, когда 50 млн. лет назад Индостанская плита столкнулась с Азиатской.

Так сформировался Альпийский горно-складчатый пояс при коллизии Африкано-Аравийской и Евразийской континентальных плит.

Относительные движения литосферных плит и распределение скоростей спрединга в рифтовых зонах СОХ (см/год): 1 – дивергентные и трансформные границы плит; 2 – планетарные пояса сжатия; 3 – конвергентные границы плит

Рассчитанные абсолютные и относительные движения литосферных плит с момента начала распада Пангеи, т.е. со 180 млн. лет назад, хорошо известны и отличаются большой точностью.

Воссоздана картина раскрытия Атлантического и Индийского океанов, которое продолжается и в наши дни со скоростью около 2,0 см в год. Выяснена возможность некоторого проворачивания литосферы Земли по отношению к нижней мантии в западном направлении, что позволяет объяснить, почему на западной и восточной активных окраинах Тихого океана условия субдукции неодинаковы и возникает известная асимметрия Тихого океана с задуговыми, окраинными морями и цепями островов на западе и отсутствием таковых на востоке.

Теория тектоники литосферных плит впервые в истории геологии носит глобальный характер, т.к. она касается всех районов земного шара и позволяет объяснить их историю развития, геологическое и тектоническое строение.

Одна из главных задач геологических исследований это определение возраста горных пород слагающих земную кору. Различают относительный и абсолютный их возраст. Существует несколько методов определения относительного возраста горных пород: стратиграфический и палеонтологический.

Стратиграфический метод основан на анализе осадочных пород (морских и континентальных) и определения последовательности их образования. Пласты, лежащие внизу древнее, наверху моложе. Этим методом устанавливается относительный возраст горных пород в определенном геологическом разрезе на небольших участках.

Палеонтологический метод заключается в изучении окаменелых остатков органического мира. Органический мир в ходе геологической истории претерпевал значительные изменения. Изучение осадочных пород в вертикальном разрезе земной коры показало, что определенному комплексу слоев соответствует определенный комплекс растительных и животных организмов.

Таким образом, окаменелости растительного и животного происхождения можно использовать для определения возраста горных пород. Окаменелостями называются остатки вымерших растений и животных, а также следы их жизнедеятельности. Для определения геологического возраста имеют значение не все организмы, а только так называемые руководящие, т. е. те организмы, которые в геологическом понимании существовали недолго.

Руководящие окаменелости должны иметь небольшое вертикальное и широкое горизонтальное распространение, а также хорошую сохранность. В каждый геологический период развивалась определенная группа животных и растений. Окаменелые остатки их встречаются в отложениях соответствующего возраста. В древних пластах земной коры обнаруживаются остатки примитивных организмов, в более молодых высокоорганизованных. Развитие органического мира происходило по восходящей линии; от простых организмов к сложным. Чем ближе к нашему времени, тем больше сходства с современным органическим миром. Палеонтологический метод наиболее точный и широко применяемый.

Состав таблицы

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: 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 временны́е 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.

На основании стратиграфического и палеонтологического методов построена стратиграфическая шкала, представленная на рис.1, в которой горные породы, слагающие земную кору, расположены в определенной последовательности в соответствии с их относительным возрастом. В этой шкале выделены группы, системы, отделы, ярусы. На основе стратиграфической шкалы разработана геохронологическая таблица, в которой время образования групп, систем, отделов и ярусов называется эрой, периодом, эпохой, веком.

Рис.1. Геохронологическая шкала

Вся геологическая история Земли разделена на 5 эр: архейскую протерозойскую, палеозойскую, мезозойскую, кайнозойскую. Каждая эр разделена на периоды, периоды на эпохи, эпохи на века.

Особенности определения возраста горных пород

Абсолютный геологический возраст — время, протекшее от какого-либо геологического события до современной эпохи, исчисляемое в абсолютны единицах времени (в миллиардах, миллионах, тысячах и т. д. лет). Существует несколько методов определения абсолютного возраст горных пород.

Седиментационный метод сводится к определению количества обломочног материала, ежегодно сносимого с поверхности суши и откладываемого на дне моря. Зная, сколько накапливается осадков на дне моря в течение года и измерив мощность осадочных толщ, накопившихся в отдельные геологические периоды, можно узнать продолжительность времени, потребовавшегося на накопление этих осадков.

Седиментационный метод не совсем точен. Неточность его объясняется неравномерностью процессов осадконакопления. Скорость осадконакопления непостоянна, она меняется, усиливаясь и достигая максимума в периоды тектонической активности земной коры, когда земная поверхность имеет сильно расчлененные формы, благодаря чему усиливаются денудационные процессы и в результате поступает больше осадков, в морские бассейны. В периоды менее активных тектонических движений земной коры денудационные процессы ослабевают и количество осадков уменьшается. Этот метод дает лишь ориентировочное представление о геологическом возрасте Земли.

Радиологические методы самые точные методы определения абсолютного возраста горных пород. Они основаны на использовании радиоактивного распада изотопов урана, радия, калия и других радиоактивных элементов. Скорость радиоактивного распада постоянна и не зависит от внешних условий. Конечными продуктами, распада урана являются гелий и свинец РЬ206. Из 100 граммов урана за 74 млн. лет образуется 1 грамм (1%) свинца. Если определить количество свинца (в процентах) в массе урана, то умножением на 74 млн. получают возраст минерала, а по нему и время существования геологического пласта.

В последнее время стали применять радиоактивный метод, который получил название калиевого или аргонового. В этом случае используется изотоп калия с атомным весом 40. Калиевый метод имеет то преимущество, что калий широко распространен в природе. В процессе распада калия образуются кальций и газ аргон. Недостатком радиологического метода является ограниченная возможность его применения главным образом для определения возраста магматических и метаморфических пород.

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.

Геохронология и стратиграфия

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.

В 1881 г. на II Международном геологическом конгрессе в г. Болонье была принята Международная геохронологическая шкала, являющаяся широким системным обобщением работ многих поколений геологов в различных областях геологических знаний. В шкале отражены хронологическая последовательность временных подразделений, в течение которых сформировались определенные комплексы отложений и эволюция органического мира, т. е. в международной геохронологической шкале отражена естественная периодизация истории Земли. Построена она на принципе рангового соподчинения временных и стратиграфических единиц от более крупных к более мелким (табл. 6.1).

Каждому временному подразделению отвечает комплекс отложений, выделенный в соответствии с изменением органического мира и называющийся стратиграфическим подразделением.

Поэтому существуют две шкалы: геохронологическая и стратиграфическая (табл. 6.2, 6.3, 6.4). В этих шкалах вся история Земли разделена на несколько эонов и соответствующих им эонотем.

Геохронологические и стратиграфические шкалы постоянно меняются и совершенствуются. Шкала, приведенная в табл. 6.2, имеет ранг международной, но и у нее есть варианты: вместо каменноугольного периода в европейской шкале, в США выделяют два периода: миссисипский, следующий за девонским, и пенсильванский, предшествующий пермскому.

Каждой эре (периоду, эпохе и т. д.) свойствен свой комплекс живых организмов, эволюция которых является одним из критериев построения стратиграфической шкалы.

В 1992 г. Межведомственным стратиграфическим комитетом была опубликована современная стратиграфическая (геохронологическая) шкала, которая рекомендуется для всех геологических организаций нашей страны (см. табл. 6.2, 6.3, 6.4), но она не является общепринятой в мировом масштабе; наибольшие разногласия существуют для докембрия и для четвертичной системы.



Примечания.

Здесь выделены:

1. Архейский эон (AR) (древнейшая жизнь), которому соответствует стратиграфическая толша пород - архейская эонотема.

2. Протерозойский эон (PR) (первичная жизнь) - ему соответствует стратиграфическая толща пород - протерозойская эонотема.

3. Фанерозойский эон, подразделяющийся на три эры:

3.1 - палеозойская эра (PZ) (эра древней жизни) - ей соответствует палеозойская толща пород - палеозойская эратема (группа);

3.2 - мезозойская эра (MZ) (эра средней жизни) - ей соответствует мезозойская толща пород - мезозойская эратема (группа);

3.3 - кайнозойская эра (KZ) (эра новой жизни) - ей соответствует кайнозойская толща пород - кайнозойская эратема (группа).

Архейский эон разделен на две части: ранний (древнее 3500 млн лет) и поздний архей. Протерозойский эон тоже разделен на две части: ранний и поздний протерозой; в последнем выделяется рифей (R) (по древнему названию Урала - Ripheus) и вендский период (V) - по имени древнего славянского племени «веды» или «венеды».

Фанерозойские эон и эонотема подразделяются на три эры (эратемы) и 12 периодов (систем). Название периодам обычно присваивается по наименованию местности, где они впервые были выделены и наиболее полно описаны.

В палеозойской эре (эратеме) выделены соответственно.

1. Кембрийский период (6) - кембрийская система (Є) - по древнему названию провинции Уэльс в Англии - Cambria;

2. Ордовикский период (О) - ордовикская система (О) - по названию древних племен Англии, населявших те районы, - «мордовиков»;

3. Силурийский период (S) - силурийская система (S) - по названию древних племен Англии - «силуров»;

4. Девонский период (D) - девонская система (D) - по названию графства Девоншир в Англии;

5. Каменноугольный (карбоновый) период (С) - каменноугольная (карбоновая) система (О - по широкому развитию в этих отложениях залежей каменного угля;

6. Пермский период (P) - пермская система (P) - по названию пермской губернии в России.

В мезозойской эре (эратеме) выделены соответственно.

1. Триасовый период (T) - триасовая система (T) - по делению периода (системы) на три части;

2) Юрский период (J) - юрская система (J) - по названию Юрских гор в Швейцарии;

3. Меловой период (К) - меловая система (К) - по широкому развитию в отложениях этой системы писчего мела.

В кайнозойской эре (эратеме) выделены соответственно.

1. Палеогеновый период (P) - палеогеновая система (P) - наиболее древняя часть кайнозойской эры;

2. Неогеновый период (N) - неогеновая система (N) - новорожденные;

3. Четвертичный период (Q) - четвертичная система (Q) - по предложению акад.

Геохронологическая шкала

А.А. Павлова, называемая иногда антропогеном.

Индексы (символы) эр (эратем) обозначаются двумя первыми буквами латинской транскрипции, а периодов (систем) - по первой букве.

На геологических картах и разрезах для удобства изображения каждой возрастной системе присвоен определенный цвет. Периоды (системы) разделены соответственно на эпохи (отделы). Длительность геологических периодов неодинакова - от 20 до 100 млн лет. Исключение составляет четвертичный период - 1,8 млн лет, но он еще не закончился.

Ранние, средние, поздние эпохи соответствуют нижним, средним, верхним отделам. Эпох (отделов) может быть две или три. Индексам эпох (отделов) соответствует индекс своих периодов (систем) с добавлением цифр справа внизу - 1,2,3. Например, 5, - раннесилурийская эпоха, a S2 - позднесилурийская эпоха. Для цветового обозначения эпох (отделов) используется цвет своих периодов (систем) для более ранних (поздних) - более темных оттенков. Эпохи (отделы) юрского периода и кайнозойской эры сохранили собственные названия. Стратиграфические и геохронологические единицы кайнозойской эры (группы) имеют свои названия: P1 - палеоцен, P2 - эоцен, P3 - олигоцен, N1 - миоцен, N2 - плиоцен, QI, QII, QIII - эпохи (отделы) ранне- (нижне-), средне- (средне-), позднечетвертичная (верхнечетвертичная) - вместе называются плейстоценом, a Q4 - голоценом.

Следующими и более дробными единицами геохронологической и стратиграфической шкал являются век (ярус) продолжительностью от 2 до 10 млн лет. Названия им присваиваются географические.

1. Геологическая шкала времени

1.5. Геохронологическая и стратиграфическая шкалы.

Необратимость времени

3. Естествознание эпохи средневековья

Список использованной литературы

1. Геологическая шкала времени

Физические, космологические, химические концепции подводят вплотную к представлениям о Земле, ее происхождении, строении и разнообразнейших свойствах. Комплекс наук о Земле обычно называют геологией (греч. ge – Земля). Земля- это место и необходимое условие существования человечества. По этой причине геологические концепции имеют для человека насущнейшее значение. Нам предстоит уяснить характер их эволюции. Геологические концепции возникают не самопроизвольно, они являются итогом кропотливейших научных изысканий.

Земля – уникальный космический объект. В его изучении центральное место занимает идея эволюции Земли. С учетом этого обратимся, прежде всего, к такому важному количественно-эволюционному параметру Земли, как ее время, геологическое время.

Выработка научных концепций о геологическом времени осложняется тем обстоятельством, что время жизни человеческого индивидуума составляет ничтожную долю возраста Земли (ок. 4,6 * 109 лет). Простая экстраполяция актуального геологического времени в глубины прошлого геологического времени ничего не дает. Чтобы получить сведения о геологическом прошлом Земли, необходимы какие-то особые концепции. Существуют самые различные способы осмысления геологического времени, главные среди них – литологические, биостратиграфические и радиологические.

Литологическая концепция геологического времени была впервые разработана датским врачом и натуралистом Н. Стенсеном (Стено). Согласно концепции Стено (1669), в серии нормально залегающих пластов вышележащих пласт моложе нижележащих, а секущие их трещины и минеральные жилы еще моложе. Главная идея Стено такова: слоистая структура пород поверхности Земли представляет собой пространственное отображение геологического времени, которое, разумеется, также обладает определенной структурностью. В развитие идей Стено геологическое время определяют по накоплениям осадков в морях и океанах, речных отложений в приустьевых участках побережья, по высоте дюн, по толщам «ленточных» глин, возникающих у краев ледников в результате их таяния.

При биостратиграфическом осмыслении геологического времени во внимание принимаются останки древних организмов: фауны и флора, залегающие выше, считаются более молодыми. Эту закономерность установил англичанин У. Смит, который составил первую геологическую карту Англии с разделением горных пород по их возрасту (1813-1815). Важно, что в отличие от литологических слоев биостратиграфические признаки распространяются на большие расстояния и присутствуют по всей оболочке Земли в целом.

На основе лито- и биостратиграфических данных неоднократно делались попытки создать единую (био) стратиграфическую шкалу геологического времени. Однако на этом пути исследователи неизменно наталкивались на неопределимые трудности. По (био)стратиграфическим данным можно определить отношение «старше-моложе», но затруднительно определить на сколько лет один слой сложился раньше другого. Но задача упорядочения геологических событий требует введения не только порядковых, но и количественных (метрических) характеристик времени.

При радиологическом измерении времени, в так называемой изотопной хронологии, возраст геологических объектов определяется исходя из соотношения в них материнского и дочернего изотопов радиоактивного элемента. Идея радиологического измерения времени была предложена в начале ХХ в. П.Кюри и Э.Резерфордом.

Изотопная геохронология позволила использовать в процедурах измерения геологического времени не только порядковые определения типа «раньше — позже», но и количественные определения. В этой связи вводится шкала геологического времени, которую обычно представляют в различных версиях. Одна из них приводится ниже.

Интервалы геологического времени (начала периодов и эпох в миллионах лет от настоящего времени)

В названиях геологических периодов от ранней их классификации сохранились только два выражения: третичный и четвертичный. Часть названий геологических периодов связаны либо с местностями, либо с характером вещественных отложений. Так, девонский период характеризует возраст отложений, впервые изученных в графстве Девоншир в Англии. Меловой период характеризует возрастные особенности геологических отложений, содержащих много мела.

2. Необратимость времени

Время – это форма существования материи, выражающая порядок изменения объектов и явлений действительности. Характеризует реальную длительность действий, процессов, событий; обозначает промежуток между событиями.

В отличие от пространства, в каждую точку которого можно снова и снова возвращаться, время – необратимо и одномерно . Оно течет из прошлого через настоящее к будущему. Нельзя возвратиться назад в какую-либо точку времени, но нельзя и перескочить через какой-либо временной промежуток в будущее. Отсюда следует, что время составляет как бы рамки для причинно-следственных связей. Некоторые утверждают, что необратимость времени и его направленность определяются причиной связью, так как причина всегда предшествует следствию. Однако очевидно, что понятие предшествования уже предполагает время. Более прав поэтому Г. Рейхенбах, который пишет: «Не только временной порядок, но и объединенный пространственно-временной порядок раскрываются как упорядочивающая схема, управляющая причинными цепями, и, таким образом, как выражение каузальной структуры вселенной».

Необратимость времени в макроскопических процессах находит свое воплощение в законе возрастания энтропии. В обратимых процессах энтропия остается постоянной, в необратимых – возрастает. Реальные же процессы всегда необратимы. В замкнутой системе максимально возможная энтропия соответствует наступлению в ней теплового равновесия: разности температур в отдельных частях системы исчезают и макроскопические процессы становятся невозможными. Вся присущая системе энергия превращается в энергию неупорядоченного, хаотического движения микрочастиц, и обратный переход тепла в работу невозможен.

Выяснилось, что время нельзя рассматривать как нечто отдельно взятое. И в любом случае измеренное значение времени зависит от относительного движения наблюдателей. Поэтому два наблюдателя, движущиеся относительно друг друга и следящие за двумя различными событиями, придут к разным выводам о том, насколько эти события разделены в пространстве и во времени. В 1907 г. немецкий математик Герман Минковский (1864-1909) высказал предположение о тесной связи трех пространственных и одной временной характеристик. По его мнению, все события во Вселенной происходят в четырехмерном пространственно-временном континууме.

Шкала геол. времени, показывающая последовательность и соподчннённость этапов развития земной коры и органич. мира Земли (эонов, эр, периодов, эпох, веков). Последовательность отложений отражается в т. н. стратпграфич. шкале, единицам к рой… … Биологический энциклопедический словарь

- (a. geological dating, geochronological scale; н. geologische Zeitrechnung; ф. echelle geochronologique; и. escala geocronologica) последоват. ряд геохронологич. эквивалентов общих стратиграфич. подразделений и их таксономич.… … Геологическая энциклопедия

геохронологическая шкала - — Тематики нефтегазовая промышленность EN geologic time scale …

См. в ст. Геохронология … Большая советская энциклопедия

Геохронологическая шкала фанерозоя - (продолжительность 570 млн лет) Эры и их продолжительность Периоды Начало периодов, млн лет назад Продолжительность периодов, млн лет Развитие жизни Кайнозойская (67 млн лет) Антропогенный Развитие человечества. Неогеновый Появление человека… … Начала современного естествознания

шкала геохронологическая - Шкала геологического времени, показывающая последовательность и соподчиненность основных этапов геологической истории Земли и развития жизни на ней. [Словарь геологических терминов и понятий. Томский Государственный Университет] Тематики геология … Справочник технического переводчика

Шкала относительного геол. времени, показывающая последовательность и соподчиненность основных этапов геол. истории Земли и развития жизни на ней. Является результатом анализа и синтеза всех данных стратиграфической шкалы и соответственно… … Геологическая энциклопедия

Сох, Doell, Dalrymple, 1968, основанная на инверсиях магнитного поля Земли, многократно происходивших в геол. прошлом. Разработана для последних 4,5 млн. лет кайнозоя. Главными единицами Ш. г. п. являются эпохи (длительностью около 1 1,5 млн. ле … Геологическая энциклопедия

геохронологічна шкала - геохронологическая шкала geological dating, geochronological scale geologische Zeitrechnung послідовний ряд геохронологічних еквівалентів загальних стратиграфічних підрозділів та їх таксономічної підлеглості. Першу геохронологічну шкалу для… … Гірничий енциклопедичний словник

Возраст некоторых районов на Луне: 1 Возраст кратеров (a нектарские, b имбрийские, c эратосфенские, d коперниковские) 2 Возраст морей (a донектарские, b нектарские, c раннеи … Википедия

Книги

• Земля --- беспокойная планета: Атмосфера, гидросфера, литосфера: Книга для школьников... и не только , Тарасов Л.В.. Настоящая учебно-популярная книга открывает любознательному читателю мир природных сфер Земли - атмосферы, гидросферы, литосферы. В книге в интересной и доходчивой форме описывается…
• Визуальная энциклопедия. Всё о планете Земля и её обитателях , . Подробное описание истории Земли от Большого взрыва до наших дней. Сотни цветных иллюстраций. Новейшие данные, пояснительные схемы и чертежи. Геохронологическая шкала времени. Широкий обзор…

— это совокупность всех форм земной поверхности. Они могут быть горизонтальными, наклонными, выпуклыми, вогнутыми, сложными.

Разница высот между самой высокой вершиной на суше, горой Джомолунгмой в Гималаях (8848 м), и Марианской впадиной в Тихом океане (11 022 м) составляет 19 870 м.

Как же формировался рельеф нашей планеты? В истории Земли выделяют два основных этапа ее формирования:

• планетарный (5,5-5,0 млн лет назад), который завершился формированием планеты, образованием ядра и мантии Земли;
• геологический , который начался 4,5 млн лет назад и продолжается до сих пор. Именно на этом этапе произошло образование земной коры.

Источником информации о развитии Земли в течение геологического этапа прежде всего являются осадочные горные породы, которые в подавляющем большинстве сформировались в водной среде и поэтому залегают слоями. Чем глубже от земной поверхности лежит слой, тем раньше он образовался и, следовательно, является более древним по отношению к любому слою, который расположен ближе к поверхности и является более молодым. На этом простом рассуждении основывается понятие относительного возраста горных пород , которое легло в основу построения геохронологической таблицы (табл. 1).

Самые длительные временные интервалы в геохронологии — зоны (от греч. aion - век, эпоха). Выделяют такие Зоны, как: криптозой (от греч. cryptos - скрытый и zoe — жизнь), охватывающий весь докембрий, в отложениях которого нет остатков скелетной фауны; фанерозой (от греч. phaneros - явный, zoe — жизнь) — от начала кембрия до нашего времени, с богатой органической жизнью, в том числе скелетной фауной. Зоны не равноценны по продолжительности, так, если криптозой длился 3-5 млрд лет, то фанерозой — 0,57 млрд лет.

Таблица 1. Геохронологическая таблица

Зоны делятся на эры. В криптозое различают архейскую (от греч. archaios — изначальный, древнейший, aion - век, эпоха) и протерозойскую (от греч. proteros - более ранний,zoe — жизнь) эры; в фанерозое - палеозойскую (от греч. древний и жизнь), мезозойскую (от греч. теsos - средний,zoe — жизнь) и кайнозойскую (от греч. kainos - новый,zoe — жизнь).

Эры разделены на менее длительные отрезки времени - периоды , установленные лишь для фанерозоя (см. табл. 1).

Основные этапы развития географической оболочки

Географическая оболочка прошла долгий и сложный путь развития. В се развитии выделяют три качественно различных этапа: добиогенный, биогенный, антропогенный.

Добиогенный этап (4 млрд — 570 млн лет) — самый длительный период. В это время происходил процесс увеличения мощности и усложнения состава земной коры. К концу архея (2,6 млрд лет назад) на обширных пространствах уже сформировалась континентальная кора мощностью около 30 км, а в раннем протерозое произошло обособление протоплатформ и протогеосинклиналей. В этот период гидросфера уже существовала, но объем воды в ней был меньше, чем сейчас. Из океанов (и то лишь к концу раннего протерозоя) оформился один. Вода в нем была соленой и уровень солености скорее всего был примерно таким, как сейчас. Но, по-видимому, в водах древнего океана преобладание натрия над калием было еще большим, чем сейчас, больше было и ионов магния, что связано с составом первичной земной коры, продукты выветривания которой сносились в океан.

Атмосфера Земли на этом этапе развития содержала очень мало кислорода, озоновый экран отсутствовал.

Жизнь, скорее всего, существовала с самого начала этого этапа. По косвенным данным, микроорганизмы обитали уже 3,8-3,9 млрд лет назад. Обнаруженные остатки простейших организмов имеют возраст 3,5- 3,6 млрд лет. Однако органическая жизнь с момента зарождения и до самого конца протерозоя не играла ведущей, определяющей роли в развитии географической оболочки. Кроме того, многими учеными отрицается присутствие органической жизни на суше на этом этапе.

Эволюция органической жизни в добиогенный этап протекала медленно, но тем не менее 650-570 млн лет назад жизнь в океанах была достаточно богатой.

Биогенный этап (570 млн — 40 тыс. лег) длился в течение палеозоя, мезозоя и почти всего кайнозоя, за исключением последних 40 тыс. лет.

Эволюция живых организмов на протяжении биогенного этапа не была плавной: эпохи сравнительно спокойной эволюции сменялись периодами быстрых и глубоких преобразований, во время которых вымирали одни формы флоры и фауны и получали широкое распространение другие.

Одновременно с появлением наземных живых организмов стали формироваться почвы в нашем современном представлении.

Антропогенный этап начался 40 тыс. лет назад и продолжается в наши дни. Хотя человек как биологический род появился 2-3 млн лег назад, его воздействие на природу длительное время оставалось крайне ограниченным. С появлением человека разумного это воздействие значительно усилилось. Произошло это 38-40 тыс. лет назад. Отсюда и берет отсчет антропогенный этап в развитии географической оболочки.

Геохронологическая шкала представлена последовательностью истории Земли, подразделяющей ее на систему временных промежутков. Она отражает относительный возраст слоев осадочных пород, определенный на основе их взаимного расположения и наличия органических остатков.

История создания

Геохронологическая шкала была составлена и утверждена в 1881 г. на Международном геологическом конгрессе. Первоначально она представляла собой последовательность разделенных на эпохи периодов. Последние были объединены в эры. То есть исходная шкала включала три подразделения. Позже была введена четвертая, более крупная категория — эон. В 2004 г. Международным союзом геологических наук была утверждена разработанная Международной комиссией по стратиграфии.

В России геохронологическую шкалу, совмещенную с стратиграфической, утверждили в конце XX в. (1992 г.). При этом добавили еще более крупное подразделение — акроны.

Основные принципы

Геохронологическая шкала основана на расчленении толщи осадочных пород либо связанных с ними массивов магматических по относительному возрасту.

Его определение относится к задачам геохронологии. Для данной цели применяются методы палеонтологии и стратиграфии.

Применение

Использование геохронологической шкалы определяется тем, что она связывает геологические события в истории планеты. Ввиду этого она обширно применяется в науках геологического цикла. К тому же стратиграфическая шкала шкала является основой для составления геологических карт.

Помимо этого, геохронологическая шкала имеет большое практическое значение. Так, она используется при регионально-геологических исследованиях, направленных на выяснение тектонических особенностей территории, определение направления поисков и разведки полезных ископаемых, особенно приуроченных к пластовым месторождениям, соответствующих конкретным стратиграфическим уровням. Геологические карты, создаваемые на основе геохронологической шкалы, используются при проведении инженерно-геологических работ, экологических исследований и т. д.