История формирования рельефа земли
Геологическая хронология, или геохронология , основана на выяснении геологической истории наиболее хорошо изученных регионов, например, в Центральной и Восточной Европе. На основе широких обобщений, сопоставления геологической истории различных регионов Земли, закономерностей эволюции органического мира в конце прошлого века на первых Международных геологических конгрессах была выработана и принята Международная геохронологическая шкала, отражающая последовательность подразделений времени, в течение которых формировались определенные комплексы отложений, и эволюцию органического мира. Таким образом, международная геохронологическая шкала - это естественная периодизация истории Земли.
Среди геохронологических подразделений выделяются: эон, эра, период, эпоха, век, время. Каждому геохронологическому подразделению отвечает комплекс отложений, выделенный в соответствии с изменением органического мира и называемый стратиграфическим: эонотема, группа, система, отдел, ярус, зона. Следовательно, группа является стратиграфическим подразделением, а соответствующее ей временное геохронологическое подразделение представляет эра. Поэтому существуют две шкалы: геохронологическая и стратиграфическая. Первую используют, когда говорят об относительном времени в истории Земли, а вторую, когда имеют дело с отложениями, так как в каждом месте земного шара в любой промежуток времени происходили какие-то геологические события. Другое дело, что накопление осадков было неповсеместным.
- Архейская и протерозойская эонотемы, охватывающие почти 80% времени существования Земли, выделяются в криптозой, так как в докембрийских образованиях полностью отсутствует скелетная фауна и палеонтологический метод к их расчленению неприменим. Поэтому разделение докембрийских образований базируется в первую очередь на общегеологических и радиометрических данных.
- Фанерозойский эон охватывает всего 570 млн. лет и расчленение соответствующей эонотемы отложений базируется на большом разнообразии многочисленной скелетной фауны. Фанерозойская эонотема подразделяется на три группы: палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую, отвечающие крупным этапам естественной геологической истории Земли, рубежи которых отмечены достаточно резкими изменениями органического мира.
Названия эонотем и групп происходят от греческих слов:
- "археос" - самый древний, древнейший;
- "протерос" - первичный;
- "палеос" - древний;
- "мезос" - средний;
- "кайнос" - новый.
Слово "криптос" означает скрытый, а "фанерозой" - явный, прозрачный, так как появилась скелетная фауна.
Слово "зой" происходит от "зоикос" - жизненный. Следовательно, "кайнозойская эра" означает эру новой жизни и т.д.
Группы подразделяются на системы, отложения которых сформировались в течение одного периода и характеризуются только им свойственными семействами или родами организмов, а если это растения, то родами и видами. Системы были выделены в различных регионах и в разное время, начиная с 1822 г. В настоящее время выделяются 12 систем, названия большей части которых происходят от тех мест, где они впервые были описаны. Например, юрская система - от Юрских гор в Швейцарии, пермская - от Пермской губернии в России, меловая - по наиболее характерным породам - белому писчему мелу и т.д. Четвертичную систему нередко именуют антропогеновой, так как именно в этом возрастном интервале появляется человек.
Системы подразделяются на два или три отдела, которым соответствуют ранняя, средняя, поздняя эпохи. Отделы, в свою очередь, разделяются на ярусы, которые характеризуются присутствием определенных родов и видов ископаемой фауны. И, наконец, ярусы подразделяются на зоны, являющиеся наиболее дробной частью международной стратиграфической шкалы, которой в геохронологической шкале соответствует время. Названия ярусов даются обычно по географическим названиям районов, где этот ярус был выделен; например, алданский, башкирский, маастрихтский ярусы и т.д. В то же время зона обозначается по наиболее характерному виду ископаемой фауны. Зона охватывает, как правило, только определенную часть региона и развита на меньшей площади, нежели отложения яруса.
Всем подразделениям стратиграфической шкалы соответствуют геологические разрезы, в которых эти подразделения были впервые выделены. Поэтому такие разрезы являются эталонными, типичными и называются стратотипами, в которых содержится только им свойственный комплекс органических остатков, определяющий стратиграфический объем данного стратотипа. Определение относительного возраста каких-либо слоев и заключается в сравнении обнаруженного комплекса органических остатков в изучаемых слоях с комплексом ископаемых в стратотипе соответствующего подразделения международной геохронологической шкалы, т.е. возраст отложений определяют относительно стратотипа. Именно поэтому палеонтологический метод, несмотря на присущие ему недостатки остается наиболее важным методом определения геологического возраста горных пород. Определение относительного возраста, например, девонских отложений, свидетельствует лишь о том, что эти отложения моложе силурийских, но древнее каменноугольных. Однако установить длительность формирования девонских отложений и дать заключение о том, когда (в абсолютном летоисчислении) произошло накопление этих отложений - невозможно. Только методы абсолютной геохронологии способны ответить на этот вопрос.
Таб. 1. Геохронологическая таблица
| Эра | Период | Эпоха | Продол- житель- ность, млн. лет | Время от начала периода до наших дней, млн. лет | Геологические условия | Растительный мир | Животный мир |
| Кайнозой (время млекопитающих) | Четвертичный | Современная | 0,011 | 0,011 | Конец последнего ледникового периода. Климат теплый | Упадок древесных форм, расцвет травянистых | Эпоха человека |
| Плейстоцен | 1 | 1 | Повторные оледенения. Четыре ледниковых периода | Вымирание многих видов растений | Вымирание крупных млекопитающих. Зарождение человеческого общества | ||
| Третичный | Плиоцен | 12 | 13 | Продолжается поднятие гор на западе Северной Америки. Вулканическая активность | Упадок лесов. Распространение лугов. Цветковые растения; развитие однодольных | Возникновение человека от человекообразных обезьян. Виды слонов, лошадей, верблюдов, сходные с современными | |
| Миоцен | 13 | 25 | Образовались Сиерры и Каскадные горы. Вулканическая активность на северо-западе США. Климат прохладный | Кульминационный период в эволюции млекопитающих. Первые человекообразные обезьяны | |||
| Олигоцен | 11 | 30 | Материки низменные. Климат теплый | Максимальное распространение лесов. Усиление развития однодольных цветковых растений | Архаические млекопитающие вымирают. Начало развития антропоидов; предшественники большинства ныне живущих родов млекопитающих | ||
| Эоцен | 22 | 58 | Горы размыты. Внутриконтинентальные моря отсутствуют. Климат теплый | Разнообразные и специализированные плацентарные млекопитающие. Копытные и хищники достигают расцвета | |||
| Палеоцен | 5 | 63 | Распространение архаических млекопитающих | ||||
| Альпийское горообразование (незначительное уничтожение ископаемых) | |||||||
| Мезозой (время пресмыкающихся) | Мел | 72 | 135 | В конце периода образуются Анды, Альпы, Гималаи, Скалистые горы. До этого внутриконтинентальные моря и болота. Отложение писчего мела, глинистых сланцев | Первые однодольные. Первые дубовые и кленовые леса. Упадок голосеменных | Динозавры достигают наивысшего развития и вымирают. Зубатые птицы вымирают. Появление первых современных птиц. Архаические млекопитающие обычны | |
| Юра | 46 | 181 | Материки довольно возвышенные. Мелководные моря покрывают некоторую часть Европы и запад США | Увеличивается значение двудольных. Цикадофиты и хвойные обычны | Первые зубатые птицы. Динозавры крупные и специализированные. Насекомоядные сумчатые | ||
| Триас | 49 | 230 | Материки приподняты над уровнем моря. Интенсивное развитие условий аридного климата. Широкое распространение континентальных отложений | Господство голосеменных, уже начинающих клониться к упадку. Вымирание семенных папоротников | Первые динозавры, птерозавры и яйцекладущие млекопитающие. Вымирание примитивных земноводных | ||
| Герцинское горообразование (некоторое уничтожение ископаемых) | |||||||
| Палеозой (эра древней жизни) | Пермь | 50 | 280 | Материки приподняты. Образовались Аппалачские горы. Усиливается засушливость. Оледенение в южном полушарии | Упадок плаунов и папоротникообразных растений | Многие древние животные вымирают. Развиваются звероподобные пресмыкающиеся и насекомые | |
| Верхний и средний карбон | 40 | 320 | Материки сначала низменные. Обширные болота, в которых образовался уголь | Большие леса семенных папоротников и голосеменных | Первые пресмыкающиеся. Насекомые обычны. Распространение древних земноводных | ||
| Нижний карбон | 25 | 345 | Климат вначале теплый и влажный, позднее в связи с поднятием суши - более прохладный | Господствуют плауны и папоротникообразные растения. Все шире распространяются голосеменные | Морские лилии достигают наивысшего развития. Распространение древних акул | ||
| Девон | 60 | 405 | Внутриконтинентальные моря небольшого размера. Поднятие суши; развитие аридного климата. Оледенение | Первые леса. Наземные растения хорошо развиты. Первые голосеменные | Первые земноводные. Обилие двоякодышащих и акул | ||
| Силур | 20 | 425 | Обширные внутриконтинентальные моря. Низменные местности становятся все более засушливыми по мере поднятия суши | Первые достоверные следы наземных растений. Господствуют водоросли | Господствуют морские паукообразные. Первые (бескрылые) насекомые. Усиливается развитие рыб | ||
| Ордовик | 75 | 500 | Значительное погружение суши. Климат теплый, даже в Арктике | Вероятно, появляются первые наземные растения. Обилие морских водорослей | Первые рыбы, вероятно пресноводные. Обилие кораллов и трилобитов. Разнообразные молюски | ||
| Кембрий | 100 | 600 | Материки низменные, климат умеренный. Самые древние породы с обильными ископаемыми | Морские водоросли | Господствуют трилобиты и нлеченогие. Зарождение большинства современных типов животных | ||
| Второе великое горообразование (значительное уничтожение ископаемых) | |||||||
| Протерозой | 1000 | 1600 | Интенсивный процесс осадкообразования. Позднее - вулканическая активность. Эрозия на обширных площадях. Многократные оледенения | Примитивные водные растения - водоросли, грибы | Различные морские простейшие. К концу эры - моллюски, черви и другие морские беспозвоночные | ||
| Первое великое горообразование (значительное уничтожение ископаемых) | |||||||
| Архей | 2000 | 3600 | Значительная вулканическая активность. Слабый процесс осадкообразования. Эрозия на больших зглощадях | Ископаемые отсутствуют. Косвенные указания на существование живых организмов в виде отложений органического вещества в породах | |||
Проблема определения абсолютного возраста горных пород, продолжительности существования Земли издавна занимала умы геологов, и попытки ее решения предпринимались много раз, для чего использовались различные явления и процессы. Ранние представления об абсолютном возрасте Земли были курьезными. Современник М. В. Ломоносова французский естествоиспытатель Бюффон определял возраст нашей планеты всего лишь в 74 800 лет. Другие ученые давали различные цифры, не превышающие 400-500 млн. лет. Здесь следует отметить, что все эти попытки заранее были обречены на неудачу, так как они исходили из постоянства скоростей процессов, которые, как известно, менялись в геологической истории Земли. И только в первой половине XX в. появилась реальная возможность измерять действительно абсолютный возраст горных пород, геологических процессов и Земли как планеты.
| Таб.2. Изотопы, используемые для определения абсолютного возраста | ||
| Материнский изотоп | Конечный продукт | Период полураспада, млрд.лет |
| 147 Sm | 143 Nd+He | 106 |
| 238 U | 206 Pb+ 8 He | 4,46 |
| 235 U | 208 РЬ+ 7 He | 0,70 |
| 232 Th | 208 РЬ+ 6 Не | 14,00 |
| 87 Rb | 87 Sr+β | 48,80 |
| 40 K | 40 Аr+ 40 Са | 1,30 |
| 14 C | 14 N | 5730 лет |
Важно знать время образования горных пород и , хронологическую последовательность геологических событий.
Источником информации о развитии Земли во времени прежде всего являются осадочные , 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, которое легло в основу относительной геохронологии.
Относительный возраст пород легко устанавливается в случае горизонтального залегания слоев. Например, в береговом обрыве сверху вниз легко различаются слои песка, глины и известняка. Наиболее древней породой здесь будет известняк, затем образовался слой глины и самым молодым является слой песка. Если поблизости в другом обнажении обнаруживается та же последовательность пород (снизу вверх: известняк, глина, песок), мы можем предположить, что одноименные слои одновозрастны.
Однако сопоставление пород по составу эффективно только для увязки пород на небольших расстояниях. Многие породы, разные по возрасту, имеют сходный состав, и напротив, одновозрастные, но образовавшиеся в различных условиях породы будут отличаться по составу. Поэтому наиболее достоверно определение относительного возраста по остаткам растительных и животных организмов — окаменелостям, сохранившимся в породах. Отложения одного возраста, если они сформировались в сходных условиях, содержат сходные или одинаковые окаменелости. Это позволяет сопоставлять одновозрастные толщи, если они имеют разный состав и расположены в разных регионах Земли.
Самые длительные временные интервалы в относительной геохронологии — эоны; эоны делятся на эры, эры — на периоды, периоды — на эпохи, эпохи — на века и т.д. За отрезок времени, равный эону, накопилась толща осадочных пород, соответствующая эонотеме, за эру — эратеме, за период — системе, за эпоху — отделу, за век — ярусу и т.д.
В отличие от относительной абсолютная геохронология призвана измерить геологическое время в астрономических единицах — годах. Существуют две группы методов определения абсолютного возраста: сезонно-климатические и радиологические. Сезонно-климатические методы применимы к породам, имеющим сезонную слоистость, и сводится к подсчету сезонных слоев. Радиологические (изотопные) методы основываются на определении возраста минералов по распаду радиоактивных изотопов, которые в малых количествах входят в кристаллическую решетку многих минералов. Так как процесс распада осуществляется с постоянной скоростью, результаты определений являются независимыми от тех или иных условий среды. Наиболее часто для абсолютных датировок используют 235 U, 40 K, 87 Rb, 147 Sm, 14 C. Кроме того, дополнительным методом геохронологического расчленения пород является изучение палеомагнетизма, на основе чего составлена палеомагнитная шкала времени. Изотопные и палеомагнитный методы особенно важны для определения возраста магматических и метаморфических пород.
Тема: Геологическое летоисчисление и геологическая карта».
Цели урока:
повторить основные понятия темы: “Литосфера и рельеф”,
познакомить с науками, изучающими земную кору. Сформировать представление о геохронологической таблице, дать знания о геологическом летоисчислении.
рассмотреть биологическую эволюцию жизни на Земле, не углубляя данного вопроса, -развивать умения учащихся устанавливать причинно- следственные связи;
продолжить формирование представлений о меж предметных связях;
способствовать познавательной активности учащихся и интереса к изучаемым предметам при помощи новых информационных технологий.
Оборудование: компьютер, проектор, коллекция полезных ископаемых, физическая карта России, геохронологическая таблица, тектоническая карта России.
Ход урока:
I. Организационный момент.
II. Историческая справка.
Учитель. Современный рельеф планеты – это результат длительного геологического развития и влияния современных рельефообразующих процессов: внутренних (эндогенных) и внешних (экзогенных), в том числе и человека. Для понимания различий современного рельефа надо знать геологическую историю его формирования. Строение и историю развития Земли по расположению горных пород изучает наука - геология . Многие годы геологи, изучая горные породы, пытались определить возраст Земли. Но еще недавно они были далеки от успеха. В начале 17 века архиепископ Армы Джеймс Ашер вычислил дату сотворения мира по Библии, и определил ее как 4004 г. до н. э. Но он ошибался более чем в миллион раз. Сегодня ученые считают, что возраст Земли – 4600 миллионов лет. Он приблизительно равен возрасту Солнца и других планет.
Геология делится на отрасли:
Историческая геология – изучает закономерности строения земной коры в течении геологического времени.
Геотектоника – учение о строении земной коры и формировании тектонических структур (складки, сбросы, трещины итд.)
Палеонтология – это наука о вымерших организмах, которые изучают, по окаменелостям, сохранившемся твердым скелетам итд.
Минералогия – наука, изучающая минералы.
Петрография – наука, изучающая горные породы. Геохронология изучает возраст, продолжительность, последовательность формирования горных пород.
Геохронологический метод – основан на изучении последовательности расположения осадочных пород.
– Что называют осадочными горными породами?
– Объясните механизм образования осадочных пород (под воздействием погодных условий горные породы разрушаются, реки несут их обломки в озёра и моря, где из накапливающихся отложений образуются осадочные горные породы
)
– Приведите примеры. (Показать образцы)
III. Объяснение нового материала.
Учитель.
При изучении возраста Земли составили календарь Земли. История Земли разделена на длительные промежутки времени –
эры.
Эры делятся на
периоды
, периоды на
эпохи
, эпохи – на
века
.
(Запись в тетрадь)
Названия эр греческого происхождения:
архейская
– древнейшая,
протерозойская
– ранняя,
палеозойская
– древняя,
мезозойская-
средняя,
кайнозойская
– новая. На основе определения геологического возраста горных пород учёные составляют геохронологические таблицы. Чтение таких таблиц начинают снизу по мере залегания горных пород. На нашем уроке мы составим таблицу, в которую занесем главнейшие геологические события, полезные ископаемые, проследим основные этапы развития жизни, этапы химической эволюции.
(Заполнение таблицы в процессе изучения нового материала)
Учитель. Протопланетный этап – возникновение Вселенной. Любой электрон попытавшийся приблизиться к высокоэнергетическому протону, тут же отбрасывался в результате столкновения с ним. Но время работало против излучения. Расширение остужало Вселенную и протоны постепенно теряли свою энергию, поскольку им приходилось заполнять всё больше пространство. Спустя примерно миллион лет температура упала до 4000 С, что уже позволило ядрам удерживать электроны на орбитах. Именно на этой стадии развития Вселенной образовались атомы. В течение несколько тысяч лет электроны устроились на орбитах вокруг ядер водорода. Планета Земля формировалась из сгустков пыли, газа и более твёрдых частиц. Часто в этот сгусток попадали метеориты, которые повышали температуру юной планеты. Постепенно рой метеоритов рассеялся, и наступила эпоха вулканизма. Лава, извергаемая вулканами застывала, и формировался первичный облик Земли.
Учитель. Докембрийский период . В геологии в этот период образуется первичная земная кора, которая разрастается в процессе вулканизма и осадочных пород. Так образовались крупные платформы. Жизнь в докембрийский период стала геологическим фактором – живые организмы меняли форму и состав земной коры, формировали её верхний слой – биосферу.
Вопросы.
– Назовите и покажите их по карте.
– Чему соответствуют они в рельефе?
(Русская и Западно-Сибирская равнины)
Фундаменты платформ сложены магматическими и метаморфическими породами.
– Какие породы называют магматическими и метаморфическими? Приведите примеры. (Гнейсы, граниты, кварциты - показ минералов из коллекции)
В Докембрийский период образуются складчатые области на юге Сибирской платформы.
– Что называют складчатыми областями?
– Как они образуются?
– Чему они соответствуют в рельефе? Назовите их и покажите на карте. (Горы Прибайкалья и Забайкалья)
Для полезных ископаемых докембрия характерна высокая рудоносность (магнитный железняк, красный железняк, медный колчедан, свинцовый блеск – показ минералов).
Учитель. Палеозойская эра . В палеозойскую эру, в результате столкновения литосферных плит, образовались горы суши. С самого своего возникновения животные находятся в зависимости от растений, которые снабжают их кислородом и стоят в основании пищевой пирамиды. Расскажите о животных и растениях, которые зарождались в Палеозойскую эру.
– Определите по карте какие горы образовались в этот период? (Уральские горы, Алтай, Западные и Восточные Саяны) . В результате изобилия растительности и животного мира в этот период образовываются нефть, уголь, соли. Угли карбона и Перми составляют 40% запасов углей Земли.
Показ минералов.
Учитель. Мезозойская эра. По тектонической карте определите территории, образование которых проходило в мезозойскую эру? (Горы Сихотэ-Алинь; хребты Черского и Верхоянский). Это эра пресмыкающихся и голосеменных растений. Пресмыкающиеся животные заселили всю сушу, море, некоторые приспособились к полету. Полными “хозяевами” суши стали динозавры.
– Назовите полезные ископаемые мезозойской эры.
(Золото, цинк, мышьяк, серебро, олово, вольфрам и другие)
Эти полезные ископаемые возникли в результате активных тектонических движений. В настоящее время разнообразие рельефа этих территорий является результатом геологической истории.
Часть океанической плиты опустилась, а отдельные блоки поднялись, впоследствии образовались платформы. В условиях теплого и влажного климата, высокой биомассы сформировались залежи углей. Самый крупный Зырянский каменноугольный бассейн мощность пластов 700-800 метров
(показ по карте).
Учитель. Кайнозойская эра. С началом кайнозойской эры материки Лавразия и Гондвана стали “расползаться”, образуя новые материки. При этом происходило перемещение литосферных плит и их столкновение друг с другом. Так образовывались складки, т.е. горные хребты.
В кайнозойскую эру на территории России складчатость происходила в пределах Альпийско-Гималайского и Тихоокеанского поясов. Это соответствует Северному Кавказу (рис. 67, 68), где горы растут, о чем свидетельствует вулканизм и землетрясения. Здесь проходит граница столкновения Евразийской и Африкано-Аравийской литосферных плит. Тихоокеанскому поясу соответствуют Курилы и Камчатка (рис. 69,70). Здесь продолжается закладка материковой земной коры, поэтому наблюдают землетрясения, гейзеры, вулканизм.
Вопросы:
– Покажите по карте Курильские острова и полуостров Камчатка.
– Назовите самый большой вулкан России.
– Покажите Кавказские горы и самую высокую вершину России.
Среди полезных ископаемых выделяют фосфориты, бурые угли, бокситы, алмазы, драгоценные камни.
В четвертичный период наступает оледенение. В этот период наблюдается чередование повышения и понижения температур. В России насчитывают 3 оледенения: Окское, Днепровское, Валдайское. Последняя послеледниковая эпоха длится 10 тысяч лет. Кайнозой – эра расцвета цветковых растений, птиц и млекопитающих.
Закрепление.
Наука, изучающая строение и историю развития Земли, называется…(геология ).
Учение о строении земной коры и движениях ее называется - … (геотектоника )
Раздел геологии, который занимается изучением возраста, продолжительности и последовательности образования горных пород …(геохронология )
Самые длительные отрезки времени в геологической истории Земли – это …(эры )
Самая древняя эра - …(архейская )
Мы живем в эру новой жизни …(кайнозойскую )
Таблица, содержащая сведения о последовательной смене эр и периодов, важнейших геологических событиях, этапах развития жизни, называется …(геохронологическая )
По таблице найдите период, в который произошло древнее оледенение (четвертичный или антропогеновый )
Самое древнее горообразование называется (байкальская складчатость )
Самые молодые горы образовались в …(альпийскую ) складчатость.
Итоги урока.
– Какие этапы развития Земли мы с вами определили?
– Как менялся облик Земля на протяжении 4,6 миллионов лет?
– Какие процессы формировали облик Земли?
– Что происходило с живыми организмами в это время?
– Каковы ваши впечатления о развитии жизни на Земле?
Домашнее задание: п. 11, закончить таблицу, и выучить ее.
Палеонтология - одна из самых увлекательных биологических наук - тесно связана с геологией. Она занимается изучением ископаемых остатков животных и растений, определением их систематического положения в общей иерархии органического мира и установлением закономерностей эволюционного развития.
На основе этапности развития органического мира и минерального состава вмещающих их осадочных образований в течение XIX в. были установлены все известные в настоящее время и широко применяемые стратиграфические единицы - эратемы, системы, отделы ярусы. Одной из крупных стратиграфических единиц является эратема, в состав которой входят несколько систем. В свою очередь, системы состоят из отделов и ярусов. Каждой стратиграфической единице присвоение собственное наименование.
В соответствии со стратиграфическими единицами были выделены геохронологические подразделения, каждое из которых отражает длительность (опять-таки в относительном исчислении) формирования соответствующих стратиграфических подразделений.
Интервал времени, необходимый для формировании, группы, обозначен как геологическая эра, время формирования системы соответствует геологическому периоду, отдела - эпохе и яруса - геологическому веку.
Геологическое летоисчисление
Геологи давно заметили, что история нашей планеты делится на две неравные части. Древняя более длительная ее часть трудна для изучения палеонтологическими методами, так как не содержит ископаемых остатков и кроме того, довольно часто осадочные толщи сильно изменены метаморфизмом. Хорошо изучена молодая часть каменной летописи, поскольку осадочные напластования в ней содержат многочисленные остатки организмов количество и сохранность которых возрастают по мере приближения к современной эпохе. Эту молодую часть истории земной коры американский геолог Ч. Шухерт назвал фанерозойским эоном, т. е. временем очевидной жизни. Эон - это промежуток времени, объединяющий несколько геологических эр. Его стратиграфическим эквивалентом является эонотема.
Более древнюю и продолжительную часть геологической истории Ч. Шухерт назвал криптозоем, или временем со скрытым развитием жизни. Довольно часто ее еще называют докембрием. Это название сохранилось с середины XIX в., когда было установлено абсолютное большинство геологических периодов. Все более древние отложения, залегающие под кембрийскими толщами, стали датироваться докембрием. В настоящее время вместо криптозоя выделяют два эона: архейский и протерозойский.
Широкая распространенность, богатство ископаемыми органическими остатками и относительная доступность фанерозойских отложений предопределили их более лучшую изученность. Английский геолог Дж. Филлипс в 1841 г. в составе фанерозоя выделил три эры: палеозойскую - эру древней жизни; мезозойскую - эру средней жизни и кайнозойскую - эру новой жизни. В палеозое господствовали морские беспозвоночные, рыбы, земноводные и споровые растения, в мезозое - пресмыкающиеся и голосеменные растения, а в кайнозое - млекопитающие и покрытосеменные растения.
Сформированные в течение геологической эры отложения называются эратемами. Более мелкими стратиграфическими единицами являются системы, отделы и ярусы. Имена системам и ярусам были даны преимущественно по названию местностей, где они были установлены и изучены, или по каким-либо характерным признакам. Так, название юрской системы произошло от Юрских гор в Швейцарии, пермской - от г. Перми, кембрийской от древнего названия английской провинции Уэльс, меловой - от широко распространенного писчего мела, каменноугольной - от каменного угля и т. д.
Если стратиграфическая шкала отражает последовательность отложений и их соподчиненность, то геохронологическая - определяет длительность и закономерную последовательность этапов исторического развития Земли. На протяжении последних 100 лет геохронологическую и стратиграфическую шкалы фанерозоя многократно пересматривали.
Однако в геологии важно знать не только относительный возраст горных пород, но и, по возможности, точное время их происхождения. Для определения возраста горных пород применяется несколько различных методов, основанных на явлении радиоактивного распада. В связи с этим возраст пород носит название радиогеохронометрического. Для его определения используют радиоактивные изотопы урана, тория, рубидия, калия, углерода и водорода. Ввиду того что нам известны скорости распада радиоактивного изотопа, легко можно определить возраст минерала, а следовательно, и породы. В настоящее время разработаны и широко применятся различные методы ядерной геохронологии: ураноторий-свинцовый, ураноторий-гелиевый, урано-ксеноновый, калий-аргоновый, рубидий-стронциевый, самарий-ниодимовый, рений-осмиевый и радиоуглеродный. Содержание радиоактивных изотопов в горных породах и минералах определяется в специальных приборах - мacc-спектрометрах.
Благодаря методам ядерной геохронологии, устанавливается возраст магматических и осадочных горных пород, а для метаморфических пород определяется время воздействия на них высоких температур и давления. Изотопный возраст наиболее древних пород земного шара составляет 3,8-4 млрд. лет. Близкий возраст имеют некоторые лунные породы и метеориты.
Трудность изучения архейских и протерозойских отложений предопределила их слабую стратиграфическую и геохронологическую расчлененность. Вот как выглядит в настоящее время пока далекая от совершенства и детальности шкала архея и протерозоя.
В геологии применяется также дополнительный метод возрастного расчленения и сопоставления отложе, ний. Это палеомагнитный метод, основанный на явлении сохранения в толщах горных пород магнитных свойств. Горные породы, содержащие магнитные минералы, обладают ферромагнитными (намагниченными) свойства, ми и под влиянием магнитного поля Земли приобретают естественную остаточную намагниченность. Сейчас доказано, что в течение длительной геологической истории положение магнитных полюсов неоднократно менялось. Установив остаточную намагниченность и ее направленность (т. е. вектор) и сравнивая между собой вектора, можно установить одновозрастность горных пород, что в определенной степени уточняет геохронологическую шкалу.
Основные этапы формирования земной коры
Определение возраста различных изверженных пород позволило не только установить продолжительность геологических периодов, но и выделить наиболее древние горные породы Земли. В настоящее время известно, что документированные следы жизни на Земле возникли свыше 3 млрд. лет, самые древние осадочные породы обладают возрастом немногим более 3,8 млрд. лет, а возраст Земли оценивается в 4,6-5 млрд. лет, хотя некоторые ученые считают эти цифры завышенными.
Установлено, что эпохи интенсивной вулканической деятельности были кратковременными и разделялись длительными эпохами со слабым проявлением магматизма. Эпохи усиленного магматизма характеризовались высокой степенью тектонической активности, т. е. значительными вертикальными и горизонтальными движениями земной коры.
