§ 6. Геологическая история Земли. Система геологического летосчисления

Изучение содержания параграфа предоставляет возможность: изучить историю образования Земли и способы определения возраста горных пород; ознакомиться с геохронологической шкалой ¦ ее использованием в практической деятельности.

Что такое Вселенная, Солнечная с.'тема? Что такое «силы гравитации»? Существует много разл^ных гипотез происхождения Земли. Подробно они рассма риваются в курсе астрономии. В настоящее время наиболее распространена гипотеза О. Ю. Шмидта об образовании Земли из холодного газо-пылевого облака. Частицы

этого облака, вращаясь вокруг Солнца, сталкиваясь, «слипались», образуя сгустки, нараставшие, как снежный ком. Считается, что возраст Солнечной системы (включая Землю) составляет около 5 млрд лет. В результате эволюции Земли сформировались горные породы, слагающие земную кору.

Время и последовательность образования горных пород носит название геологическое летосчисление. Выделяют абсолютный и относительный возраст горных пород. Абсолютный возраст исч сля- ется от начала образования горных пород и до настоящего времени. Он насчитывает тысячи, миллионы и даже миллиарды лет и в основном определяется путем изучения распада радиоактивных химических элементов. Возраст наиболее древних исследованных пород 'емного шара достигает 3,8 млрд лет.

Относительный возраст отражает последовательность отложения слоев горных пород в геологическом разрезе. Основными методами определения относительного возраста горных пород являются стратиграфический (от лат. stratum - -слой и греч. grapho — описываю)              — соотношение пластов, напластований осадоч

ных горных пород данного возраста' пе трографический (от греч. petros — камень, grapho — описание) — изучение состава пород; палеонтологический (от греч. palaios — древний, logas — изучение) — изучение остатков ревних вымерших организмов; спорово-пыльцевой анализ — по результатам анализа спор и пыльцы древних растений' изотопный — по радиоактивным изотопам.

Раздел исторической геологии, изучающий последовательность формирования горны - п^юд носит название стратиграфия. При ненарушенном залегании горных пород верхние слои моложе нижних. Расположение геологических слоев по мере их образования от более древних к более молодым называется стратиграфической колонкой или стратиграфической шкалой. Если эта шкала выражена во временных единицах с разделением на эры, периоды и эпохи, то она назы ается шкалой геологического времени или геохронологической ш шкалой (см. Приложения). (Подумайте, что, на ваш взгляд, отражают названия геологических эр. Какая эра является самой поздней?)

В геохронологической шкале может быть отражено время образования горных систем, полезных ископаемых, возникновение жизни или исчезновение отдельных ее форм.

Всю историю Земли принято делить на 2 этапа: докембрий, или криптозой (планетарный период), и фанерозой (геологический период).

Если принять возраст Земли равным 4,6 млрд лет, то криптозой продолжался около 4 млрд лет, а фанерозой продолжается 570 млн лет.

Докембрий (криптозой) — это отрезок времени в истории эволюции Земли, который условно называется ее планетарным этапом.

Докембрий подразделяется на две эры: архейскую (древнюю) и протерозойскую (раннюю). Архей характеризуется несколькими эпохами складчатости, образованием мелководного океана с множеством вулканических островов, формированием атмосферы с наличием свободного кислорода. С появлением атмосферы и гидросферы начался процесс физического выветривания и образов:. ия осадочных отложений.

В архее в водной среде возникла жизнь, которая не прерывалась на Земле в течение всей дальнейшей истории ее развития.

Следующая эра — протерозой — характеризуется несколькими эпохами складчатости, образованием кристаллических пород фундамента древних платформ. В этот период увеличился объем воды в океане, произошло изменение состава атмосферы (содержание кислорода достигло 0,01% от современного уровня), шло развитие беспозвоночных. Породы докембри слагают фундамент и нижнюю часть платформенного чехла древни: платформ.

Фанерозой охватывает палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую эры геологической истории.

Палеозой разделяют на 6 периодов. (Как называются эти периоды?) В ордовике вода приобрела состав, близкий к современному. В ордовике и силуре проявилась каледонская складчатость. Суша приподнималась, и происходили обширные отступания теплых морей. Содержание кислорода в атмосфере достигло 10 % от уровня современного, происходило образование озонового слоя.

Девон, карбон (каменноугольный период) и пермь характеризуются очередным объединением проматериков. В палеозое растения и животные организмы стали выходить на сушу. Началось активное преобразование окружающей среды живыми организмами посредством биологических и биохимических процессов. Это способствовало дифференциации (разнообразию) природных комплексов, усложнению физико-географических условий и разнообразию ландшафтов.

В карбоне образовались мощные пласты каменного угля, что и определило название периода. Содержание кислорода в атмосфере приблизилось к современному состоянию. В пермском периоде произошло планетарное похолодание климата, формировались оледенения в Северном и Южном полушариях.

В мезозойскую эру шло образование молодых гор в областях мезозойской складчатости, началось образование современных океанов, в которых происходило накопление осадочных отложений, отмечался расцвет гигантских пресмыкающихся (динозавров), затем произошло их вымирание.

Следующей эрой геологической истории Земли является кайнозойская (кайнозой). (Используя геохронологическую шкалу, определите начало и подразделение эры на периоды.)

Последний период кайнозойской эры называют четвертичным (или антропогеном), который делится на эоплейстоцен, плейстоцен и голоцен. (Вспомните из истории, сколько лет назад появился человек.)

Первый отрезок антропогена из-за мощных м?ге,т*ховых оледенений еще называется ледниковой эпохой. Общая площадь материкового ледника в то время достигла 48 мл! км2, что в три раза превышает площадь Антарктиды.

Оледенения насчитывают несколько стадий, которые чередовались с межледниковыми эпохами.

О соотношении и продолжительности разных эр, периодов и эпох в общей геологической истории Земли очень образки нашсал чешский ученый Й. Аугуста в своей книге «По путям развития жизни»: «...если продолжительность всей геологической истории Земли условно принять за продолжительность одного года. Тогда в этом масштабе архей и протерозой будут соответствовать почти полностью первым трем четвертям года, то есть времени от начала января до последних чисел сентября; на раннюю весну пришлось бы образование земной коры, но еще без океанов и до возникновения жизни. Возникновение жизни произошло бы приблизительно в начале мая, а первая стадия развития беспозвоночных в период протерозоя заняла бы все лето до начала осени, приблизительно до половины сентября, когда начался бы палеозой с расцветом беспозвоночных, рыб и земноводных. Этот период продолжался бы приблизительно до последних чисел ноября, когда бы начался мезозой — эра гигантских пресмыкающихся, — который закончился бы в последнюю неделю декабря... В этом масштабе на четвертичный период пришлись бы всего неполные сутки, а в эти сутки человек появился бы приблизительно в 8 часов вечера. Вся история науки и культуры человечества уложилась бы в этом масштабе всего лишь в несколько последних минут года!..»

? 1. Каким образом геологическое летосчисление применяют для определения возраста Земли?

2. Составьте таблицу произвольной формы, отражающую важнейшие события, произошедшие на Земле в палеозойскую, мезозойскую, кайнозойскую эры.

3*. Почему выход растений и животных на сушу способствовал дифференциации географической оболочки?