Представляем вашему вниманию статью о классическом понимании развития нашей планеты Земля, написанную нескучно, понятно и не слишком длинно….. Если кто из людей зрелого возраста подзабыл - будет интересно прочитать, ну для тех, кто помоложе, да еще и для реферата вообще прекрасный материал.

Вначале не было ничего. В бескрайнем космическом пространстве существовало только гигантское облако из пыли и газов. Можно допустить, что время от времени сквозь эту субстанцию на огромной скорости проносились космические корабли с представителями вселенского разума. Гуманоиды скучающе смотрели в иллюминаторы и даже отдалённо не догадывались, что через несколько млрд. лет в этих местах зародятся разум и жизнь.

Газопылевое облако со временем трансформировалось в Солнечную систему. А после того, как возникло светило, появились и планеты. Одной из них стала наша родная Земля. Произошло это 4,5 млрд. лет назад. Вот с тех далёких времён и отсчитывается возраст голубой планеты, благодаря которой мы и существуем в этом мире.

Вся история Земли делится на два огромных по времени этапа

• Первый этап характеризуется отсутствием сложных живых организмов. Существовали лишь одноклеточные бактерии, обосновавшиеся на нашей планете примерно 3,5 млрд. лет назад.


• Второй этап начался примерно 540 млн. лет назад. Это время, когда живые многоклеточные организмы расселились по Земле. Здесь имеются в виду и растения, и животные. Причём средой их обитания стали и моря, и суша. Второй период продолжается по сей день, а его венцом является человек.

Такие огромные временные этапы называют эонами . Каждому эону присуща своя эонотема . Последняя представляет собой определённый этап геологического развития планеты, который кардинально отличается от других этапов литосферой, гидросферой, атмосферой, биосферой. То есть каждая эонотема строго специфична и не похожа на другие.

Всего насчитывается 4 эона. Каждый из них, в свою очередь, подразделяется на эры развития Земли, а те делятся на периоды. Отсюда видно, что существует жёсткая градация больших интервалов времени, а за основу берётся геологическое развитие планеты.

Катархей

Самый древний эон называется катархей. Начался он 4,6 млрд. лет назад, а закончился 4 млрд. лет назад. Таким образом, его длительность составила 600 млн. лет. Время очень древнее, поэтому его не разделили ни на эры, ни на периоды. Во времена катархея не было ни земной коры, ни ядра. Планета представляла собой холодное космическое тело. Температура в его недрах соответствовала температуре плавления вещества. Сверху поверхность была покрыта реголитом, как в наше время лунная. Рельеф был практически ровным из-за постоянных мощных землетрясений. Никакой атмосферы и кислорода, естественно, не было.

Архей

Второй эон называется архей. Начался он 4 млрд. лет назад, а закончился 2,5 млрд. лет назад. Таким образом, он продолжался 1,5 млрд. лет. Его подразделяют на 4 эры:

• эоархей


• палеоархей


• мезоархей


• неоархей

Эоархей (4-3,6 млрд. лет) длился 400 млн. лет. Это период формирования земной коры. На планету падало огромное количество метеоритов. Это, так называемая, Поздняя тяжёлая бомбардировка. Именно в то время началось образование гидросферы. На Земле появилась вода. В большом количестве её могли занести кометы. Но до океанов было ещё далеко. Существовали отдельные водоёмы, а температура в них доходила до 90° по Цельсию. Атмосфера характеризовалась высоким содержанием углекислого газа и небольшим содержанием азота. Кислород отсутствовал. В конце этой эры развития Земли начал формироваться первый суперконтинент Ваальбара.

Палеоархей (3,6-3,2 млрд. лет) длился 400 млн. лет. В эту эру завершилось формирование твёрдого ядра Земли. Появилось сильное магнитное поле. Его напряжённость составляла половину нынешней. Следовательно, поверхность планеты получила защиту от солнечного ветра. На этот период приходятся и примитивные формы жизни в виде бактерий. Их остатки, возраст которых составляет 3,46 млрд. лет, были обнаружены в Австралии. Соответственно, стало увеличиваться содержание кислорода в атмосфере, обусловленное деятельностью живых организмов. Продолжалось формирование Ваальбара.

Мезоархей (3,2-2,8 млрд. лет) длился 400 млн. лет. Самым примечательным в нём являлось существование цианобактерий. Они способны к фотосинтезу и выделяют кислород. Завершилось формирование суперконтинента. К концу эры он раскололся. Имело место также падение огромного астероида. Кратер от него до сих пор существует на территории Гренландии.

Неоархей (2,8-2,5 млрд. лет) продолжался 300 млн. лет. Это время формирования настоящей земной коры - тектогенез. Продолжали развиваться бактерии. Следы их жизни обнаружены в строматолитах, возраст которых оценивается в 2,7 млрд. лет. Эти известковые отложения были образованы огромными колониями бактерий. Их нашли в Австралии и Южной Африке. Продолжал совершенствоваться фотосинтез.

С окончанием архея эры Земли получили своё продолжение в протерозойском эоне. Это период 2,5 млрд. лет - 540 млн. лет назад. Он самый длительный из всех эонов планеты.

Протерозой

Протерозой делится на 3 эры. Первая называется палеопротерозой (2,5-1,6 млрд. лет). Продолжалась она 900 млн. лет. Этот огромный временной интервал подразделяется на 4 периода:

• сидерий (2,5-2,3 млрд. лет)


• риасий (2,3-2,05 млрд. лет)


• орозирий (2,05-1,8 млрд. лет)


• статерий (1,8-1,6 млрд. лет)

Сидерий примечателен в первую очередь кислородной катастрофой . Произошла она 2,4 млрд. лет назад. Характеризуется кардинальным изменением атмосферы Земли. В ней в огромном количестве появился свободный кислород. До этого в атмосфере доминировали углекислый газ, сероводород, метан и аммиак. Но в результате фотосинтеза и угасания вулканической активности на дне океанов, кислород заполонил всю атмосферу.

Кислородный фотосинтез характерен для цианобактерий, которые расплодились на Земле 2,7 млрд. лет назад.

В конце концов, наступил момент, когда поверхность планеты оказалась окисленной. А цианобактерии продолжали выделять кислород. И он начал накапливаться в атмосфере. Процесс ускорился из-за того, что океаны тоже перестали поглощать этот газ.

Как результат, анаэробные организмы погибли, а им на смену пришли аэробные, то есть те, у которых синтез энергии осуществлялся посредством свободного молекулярного кислорода. Планету окутал озоновый слой и снизился парниковый эффект. Соответственно, расширились границы биосферы, а осадочные и метаморфические породы оказались полностью окисленными.

Все эти метаморфозы привели к Гуронскому оледенению , которое продолжалось 300 млн. лет. Началось оно в сидерии, а закончилось в конце риасия 2 млрд. лет назад. Следующий период орозирий примечателен интенсивными процессами горообразования. В это время на планету упало 2 огромных астероида. Кратер от одного называется Вредефорт и находится в ЮАР. Его диаметр доходит до 300 км. Второй кратер Садбери располагается в Канаде. Его диаметр составляет 250 км.

Последний статерийский период примечателен образованием суперконтинента Колумбия. В него вошли почти все континентальные блоки планеты. Существовал суперконтинент 1,8-1,5 млрд. лет назад. В это же время сформировались клетки, которые содержали ядра. То есть клетки эукариоты. Это был очень важный этап эволюции.

Вторая эра протерозоя называется мезопротерозой (1,6-1 млрд. лет). Её продолжительность составила 600 млн. лет. Делится она на 3 периода:

• калимий (1,6-1,4 млрд. лет)


• экзатий (1,4-1,2 млрд. лет)


• стений (1,2-1 млрд. лет).

Во времена такой эры развития Земли, как калимий, распался суперконтинент Колумбия. А во времена экзатия появились красные многоклеточные водоросли. На это указывает ископаемая находка на канадском острове Сомерсет. Её возраст составляет 1,2 млрд. лет. В стений образовался новый суперконтинент Родиния. Возник он 1,1 млрд. лет назад, а распался 750 млн. лет назад. Таким образом, к концу мезопротерозоя на Земле существовал 1 суперконтинент и 1 океан, получивший название Мировия.

Последняя эра протерозоя носит название неопротерозой (1 млрд.-540 млн. лет). В неё входит 3 периода:

• тоний (1 млрд.-850 млн. лет)


• криогений (850-635 млн. лет)


• эдиакарий (635-540 млн. лет)

Во времена тония начался распад суперконтинента Родиния. Этот процесс закончился в криогении, и начал формироваться суперконтинент Паннотия из 8 образовавшихся отдельных кусков суши. Для криогения также характерно полное оледенение планеты (Земля-снежок). Льды дошли до экватора, а после того, как они отступили, резко ускорился процесс эволюции многоклеточных организмов. Последний период неопротерозоя эдиакарий примечателен появлением мягкотелых существ. Эти многоклеточные животные получили название вендобионты . Представляли они собой ветвящиеся трубчатые структуры. Данная экосистема считается древнейшей.

Жизнь на Земле зародилась в океане

Фанерозой

Примерно 540 млн. лет назад началось время 4-го и последнего эона - фанерозоя. Здесь насчитываются 3 очень важные эры Земли. Первая называется палеозой (540-252 млн. лет). Продолжалась она 288 млн. лет. Делится на 6 периодов:

• кембрий (540-480 млн. лет)


• ордовик (485-443 млн. лет)


• силур (443-419 млн. лет)


• девон (419-350 млн. лет)


• карбон (359-299 млн. лет)


• пермь (299-252 млн. лет)

Кембрий считается временем жизни трилобитов. Это морские животные, похожие на ракообразных. Вмести с ними в морях обитали медузы, губки и черви. Такое обилие живых существ называется кембрийским взрывом . То есть до этого ничего подобного не было и вдруг резко появилось. Скорее всего, именно в кембрии начали зарождаться минеральные скелеты. Раньше же живой мир имел мягкие тела. Они, естественно, не сохранились. Поэтому сложные многоклеточные организмы более древних эпох и невозможно обнаружить.

Палеозой примечателен быстрым расселением организмов с твёрдыми скелетами. Из позвоночных появились рыбы, пресмыкающиеся и земноводные. В растительном мире вначале преобладали водоросли. Во время силура растения начали осваивать сушу. В начале девона болотистые берега поросли примитивными представителями флоры. Это были псилофиты и птеридофиты. Размножались растения спорами, которые переносил ветер. Побеги растений развивались на клубневых или стелющихся корневищах.

Растения начали осваивать сушу в силурский период

Появились скорпионы, пауки. Настоящим гигантом была стрекоза меганевра. Размах её крыльев достигал 75 см. Древнейшими костными рыбами считаются акантоды. Жили они в силурский период. Их тела были покрыты плотными ромбовидными чешуйками. В карбон , который ещё называют каменноугольным периодом, на берегах лагун и в бесчисленных топях бурно развивалась самая разнообразная растительность. Именно её остатки и послужили основой для образования каменного угля.

Это время также характерно началом образования суперконтинента Пангея. Полностью он сформировался в пермский период. А распался 200 млн. лет назад на 2 континента. Это северный континент Лавразия и южный континент Гондвана. Впоследствии Лавразия раскололась, и образовались Евразия и Северная Америка. А из Гондваны возникли Южная Америка, Африка, Австралия и Антарктида.

На пермь приходились частые изменения климата. Засушливые времена сменялись влажными. В это время на берегах появлялась буйная растительность. Типовыми растениями были кордаиты, каламиты, древовидные и семенные папоротники. В воде появились ящеры мезозавры. Их длина достигала 70 см. Но к концу пермского периода ранние пресмыкающиеся вымерли и уступили место более развитым позвоночным. Таким образом, в палеозой жизнь надёжно и плотно обосновалась на голубой планете.

Особый интерес у учёных вызывают следующие эры развития Земли. 252 млн. лет назад наступил мезозой . Продолжался он 186 млн. лет и закончился 66 млн. лет назад. Состоял из 3-х периодов:

• триас (252-201 млн. лет)


• юра (201-145 млн. лет)


• мел (145-66 млн. лет)

Граница между пермским и триасовым периодом характеризуется массовым вымиранием животных. Погибли 96% морских видов и 70% наземных позвоночных. По биосфере был нанесён очень сильный удар, и восстанавливалась она очень долго. А закончилось всё появлением динозавров, птерозавров и ихтиозавров. Эти морские и наземные животные были огромных размеров.

А вот основное тектоническое событие тех лет - распад Пангеи. Единый суперконтинент, как уже говорилось, разделился на 2 континента, а затем распался на те материки, которые мы знаем сейчас. Откололся и индийский субконтинент. Впоследствии он соединился с азиатской плитой, но столкновение было настолько жёсткое, что возникли Гималаи.

Такой природа была в ранний меловой период

Мезозой примечателен тем, что считается самым тёплым периодом фанерозойского эона . Это время глобального потепления. Началось оно в триасе, а закончилось в конце мела. 180 млн. лет даже в Заполярье не было устойчивых паковых ледников. Тепло по планете распространялось равномерно. На экваторе среднегодовая температура соответствовала 25-30° по Цельсию. Для приполярных областей был характерен умеренно-прохладный климат. В первой половине мезозоя климат был сухим, а для второй половины характерен влажный. Именно в это время сформировался экваториальный климатический пояс.

В животном мире из подкласса пресмыкающихся возникли млекопитающие. Связано это было с совершенствованием нервной системы и головного мозга. Конечности переместились с боков под тело, стали более совершенными детородные органы. Они обеспечили развитие зародыша в теле матери с последующим выкармливанием его молоком. Появился шерстяной покров, улучшились кровообращение и обмен веществ. Первые млекопитающие появились ещё в триасе, но с динозаврами они конкурировать не могли. Поэтому более 100 млн. лет те занимали доминирующее положение в экосистеме.

Последней эрой считается кайнозой (начало 66 млн. лет назад). Это текущий геологический период. То есть мы все живём в кайнозое. Подразделяется он на 3 периода:

• палеоген (66-23 млн. лет)


• неоген (23-2,6 млн. лет)


• современный антропоген или четвертичный период, начавшийся 2,6 млн. лет назад.

В кайнозое наблюдаются 2 главных события . Массовое вымирание динозавров 65 млн. лет назад и общее похолодание на планете. Гибель животных связывают с падением огромного астероида с высоким содержанием иридия. Диаметр космического тела достигал 10 км. В результате этого образовался кратер Чиксулуб с диаметром 180 км. Находится он на полуострове Юкатан в Центральной Америке.

Поверхность Земли 65 млн. лет назад

После падения произошёл взрыв огромной силы. В атмосферу поднялась пыль и закрыла планету от солнечных лучей. Средняя температура упала на 15°. Пыль висела в воздухе целый год, что привело к резкому похолоданию. А так как Землю населяли крупные теплолюбивые животные, то они вымерли. Остались только мелкие представители фауны. Именно они и стали предками современного животного мира. Данная теория базируется на иридии. Возраст его слоя в геологических отложениях как раз соответствует 65 млн. лет.

Во времена кайнозоя материки расходились. На каждом из них формировалась своя уникальная флора и фауна. Многообразие морских, летающих и наземных животных значительно увеличилось по-сравнению с палеозоем. Они стали гораздо более совершенными, а доминирующее положение на планете заняли млекопитающие. В растительном мире появились высшие покрытосеменные растения. Это наличие цветка и семяпочки. Появились также злаковые культуры.

Самым важным в последней эре является антропоген или четвертичный период , начавшийся 2,6 млн. лет назад. Состоит он из 2-х эпох: плейстоцена (2,6 млн. лет-11,7 тыс. лет) и голоцена (11,7 тыс. лет-наше время). В эпоху плейстоцена на Земле жили мамонты, пещерные львы и медведи, сумчатые львы, саблезубые кошки и многие другие виды животных, вымерших в конце эпохи. 300 тыс. лет назад на голубой планете появился человек. Считается, что первые кроманьонцы облюбовали для себя восточные районы Африки. В это же время на Пиренейском полуострове жили неандертальцы.

Примечателен плейстоцен и ледниковыми периодами . Целых 2 млн. лет на Земле чередовались очень холодные и тёплые периоды времени. За последние 800 тыс. лет насчитывалось 8 ледниковых периодов со средней продолжительностью 40 тыс. лет. В холодные времена ледники наступали на континенты, а в межледниковье отступали. При этом повышался уровень Мирового океана. Около 12 тыс. лет назад, уже в голоцен, закончился очередной ледниковый период. Климат стал тёплым и влажным. Благодаря этому, человечество расселилось по всей планете.

Голоцен - это межледниковье . Оно продолжается уже 12 тыс. лет. Последние 7 тыс. лет развивалась человеческая цивилизация. Мир во многом изменился. Значительные трансформации, благодаря деятельности людей, претерпели флора и фауна. В наши дни многие виды животных находятся на грани уничтожения. Человек уже давно считает себя властелином мира, но эры Земли никуда не делись. Время продолжает свой неуклонный ход, а голубая планета добросовестно вращается вокруг Солнца. Одним словом, жизнь продолжается, а вот что будет дальше - покажет будущее.

Архейская эра - это первая ступень в развитии жизни на земле, захватывающая временной интервал в 1,5 млрд лет. Она берет свое начало 4 млрд лет назад. В период архейской эры начинает зарождаться флора и фауна планеты, отсюда берет начало история динозавров, млекопитающих и человека. Появляются первые залежи естественных богатств природы. Не было горных возвышенностей и мирового океана, кислорода не хватало. Атмосфера была смешана с гидросферой в единое целое - это препятствовало солнечным лучам попадать на землю.

Архейская эра в переводе с древнегреческого означает «древняя». Эта эра делится на 4 периода - эоархей, палеоархей, мезоархей и неоархей.

Первый период архейской эры длился приблизительно 400 млн лет. Данный период характеризуется усиленными метеоритными дождями, формированием вулканических кратеров и земной коры. Начинается активное формирование гидросферы, появляются изолированные друг от друга соленые водоемы с горячей водой. В атмосфере преобладает углекислый газ, температура воздуха доходит до 120 °С. Появляются первые живые организмы - цианобактерии, которые начинают производить кислород при помощи фотосинтеза. Происходит образование Ваальбары - основного земного материка.

Палеоархей

Следующий период эры Архея захватывает промежуток времени в 200 млн лет. Магнитное поле Земли усиливается за счет повышения твердости земного ядра. Это благоприятно сказывается на условиях жизни и развития простейших микроорганизмов. Сутки длятся около 15 часов. Происходит образование мирового океана. Изменения подводных хребтов приводит к медленному повышению объема воды и понижению количества углекислого газа в атмосфере. Продолжается формирование первого земного континента. Горных массивов еще не существует. Вместо них над землей возвышаются действующие вулканы.

Мезоархей

Третий период архейской эры продолжался 400 млн лет. В это время происходит раскол основного континента на 2 части. В результате резкого охлаждения планеты, в котором виноваты постоянные вулканические процессы, формируется Понгольское ледниковое образование. В этот период численность цианобактерий начинает активно расти. Развиваются хемолитотрофные организмы, не нуждающиеся в кислороде и солнечных лучах. Ваальбар полностью сформирован. Размер его приблизительно равен размеру современного Мадагаскара. Начинается образование континента Ур. Из вулканов медленно начинают формироваться крупные острова. В атмосфере, как и прежде, преобладает углекислый газ. Температура воздуха остается высокой.

Последний период архейской эры закончился 2,5 млрд лет назад. На данном этапе завершается формирование земной коры, увеличивается уровень кислорода в атмосфере. Материк Ур становится основой Кенорленда. Большую часть планеты занимают вулканы. Их активная деятельность приводит к повышенному образованию полезных ископаемых. Золото, серебро, граниты, диориты и другие, не менее важные природные богатства, были сформированы в период неоархея. В последние столетия архейской эры появляются первые многоклеточные организмы, которые в дальнейшем разделились на земных и морских обитателей. У бактерий начинается развитие полового процесса размножения. Гаплоидные микроорганизмы имеют один хромосомный набор. Они постоянно адаптируются к изменениям в среде обитания, но при этом другие свойства у них не появляются. Половой процесс позволил происходить приспособлению к жизни с изменениями в наборе хромосом. Это дало возможность для дальнейшей эволюции живых организмов.

Флора и фауна архейской эры

Растительный мир данной эры не может похвастаться разнообразием. Единственным видом растений являются одноклеточные нитчатые водоросли - сфероморфид - ареал обитания бактерий. Когда эти водоросли формируются в колонии, их можно увидеть без специальных приборов. Они могут отправиться в свободное плавание или прикрепиться к поверхности чего-либо. В дальнейшем водоросли сформируют новую форму жизни - лишайники.

Во время архейской эры появились первые прокариоты - одноклеточные организмы, не имеющие ядра. С помощью фотосинтеза прокариоты производят кислород и создают благоприятные условия для появления новых форм жизни. Делятся прокариоты на два домена - бактерии и археи.

Археи

В настоящее время установлено, что имеют особенности, отличающие их от других живых организмов. Поэтому классификация, объединяющая их с бактериями в одну группу, считается устаревшей. Внешне археи схожи с бактериями, но некоторые имеют необычные формы. Эти организмы могут поглощать как солнечный свет, так и углерод. Существовать могут в самых непригодных для жизни условиях. Один из видов архей является пищей для морских обитателей. Несколько видов было обнаружено в кишечнике человека. Они принимают участие в процессах пищеварения. Другие виды используют для очистки сточных рвов и канав.

Существует неподтвержденная фактами теория, что во время архейской эры произошло зарождение и развитие эукариотов - микроорганизмов царства грибов, схожих с дрожжевыми грибами.

О том, что жизнь на земле зародилась в период архейской эры, свидетельствуют найденные окаменелые стромалиты - отходы жизнедеятельности цианобактерий. Первые строматолиты были обнаружены в Канаде, Сибири, Австралии и Африке. Учеными доказано, что именно бактерии оказали огромное влияние на образование кристаллов арагонита, который содержится в раковинах моллюсков и входит в состав кораллов. Благодаря цианобактериям возникли залежи карбонатных и кремневых образований. Колонии древних бактерий похожи на плесень. Располагались они и в области вулканов, и на дне озер, и в прибрежных районах.

Климат Архея

Ученым пока не удалось ничего узнать о климатических поясах данного периода. О существовании зон разного климата в архейской эре позволяют судить древние ледниковые отложения - тиллиты. Остатки оледенений в наши дни найдены в Америке, Африке, Сибири. Их истинные размеры определить пока не представляется возможным. Скорее всего, ледниковые отложения покрывали только горные вершины, ведь обширные материки во времена архейской эры еще не были сформированы. На существование теплого климата в некоторых зонах планеты указывает развитие флоры в океанах.

Гидросфера и атмосфера архейской эры

В ранний период воды на земле было немного. Температура воды в период архейской эры достигала 90°С. Это свидетельствует о насыщенности атмосферы углекислым газом. Азота в ней было очень мало, кислорода на ранних этапах почти не было, остальные газы быстро разрушаются под воздействием солнечных лучей. Температура атмосферы доходит до 120 градусов. Если бы в атмосфере преобладал азот, то и температура была бы не ниже 140 градусов.

В поздний период, после формирования мирового океана, уровень углекислого газа стал заметно снижаться. Температура воды и воздуха так же понизилась. А количество кислорода повысилось. Таким образом, планета постепенно становилась пригодной для жизни различных организмов.

Полезные ископаемые Архея

Именно в архейскую эру происходит наибольшее формирование полезных ископаемых. Этому способствует активная деятельность вулканов. Колоссальные месторождения железных, золотых, урановых и марганцевых руд, алюминия, свинца и цинка, медных, никелевых и кобальтовых руд были заложены этой эпохой жизни земли. На территории Российской Федерации архейские месторождения найдены на Урале и в Сибири.

Более подробно периоды Архейской эры будут рассмотрены в следующих лекциях.

Геологическое время и методы его определения

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

Замечание 1

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

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

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

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

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

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

Замечание 3

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

Геохронологическая таблица

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

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

Название эонотем и групп имеют греческое происхождение:

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

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

Эры и периоды

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

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

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

Палеозойская эра . В этой эре выделяется шесть периодов:

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

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

Мезозойская эра . Эра делится на три периода:

• Триас;

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

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

Эру разделили на три периода:

• Палеоген;
• Неоген;
• Четвертичный.

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

Современный человек проживает в четвертичном периоде кайнозойской эры.

Тезис об эволюции Земли, как исключительного в своем роде объекта космоса, занимает главную ступень. Ввиду этого, особенной численно-эволюционным характеристикой становится геологическое время. Постижением данного времени занимается наука, которая носит определение Геохронология, то есть геологическое счет времени. Вышеуказанная специализированная наука подразделяется на два типа: абсолютная геохронология и относительная геохронология.

Абсолютная геохронология осуществляет деятельность по определению абсолютного возраста горных пород. Данный возраст передается в единицах времени, а именно, в миллионах лет.

Ключевым звеном установления этого возраста является скорость распада изотопов радиоактивных компонентов. Эта скорость бывает исключительно постоянной и свободна от насыщенности физических и химических течений. Обозначение возраста организовано на способах, которые связаны с ядерной физикой. Минералы, которые имеют в своем составе радиоактивные компоненты, порождают закрытую структуру при устройстве кристаллических решеток. Именно в такой структуре осуществляется процесс скапливания элементов радиоактивного распада. Поэтому, если иметь информацию о скорости представленного процесса, то можно узнать, сколько лет минералу. К примеру, промежуток времени полураспада радия насчитывает около 1590 лет. А окончательный распад этого элемента случится за период времени, который в десять раз больше промежутка полураспада. У ядерной геохронологии существуют основные способы, а именно: свинцовый, калий-аргоновый, рубидиево-стронциевый и радиоуглеродный.

Именно представленные способы ядерной геохронологии способствовали установлению возраста планеты и времени эр и периодов. В начале 20 века, П. Кюри и Э. Резерфорд представили иной прием установки времени, который имел название радиологический. Относительная геохронология осуществляет деятельность по определению относительного возраста горных пород. То есть, какие накопления в земной коре более молодые и какие древние.

Специализацию относительной геохронологии составляют такие тезисы как «ранний, средний и поздний возраст». Имеют научное обоснование некоторое количество приемов выявления относительного возраста горных пород. Данные способы представляется возможным разделить на две группы. Эти группы имеют названия палеонтологические и непалеонтологические. Палеонтологические методы занимают ведущую позицию, та как они более многофункциональны и применяются широким фронтом. Конечно, существуют исключения. Таким редким случаем является неимение в породах природных накоплений. Пользуются представленным способом при изучении фрагментов вымерших древних организмов. Стоит отметить, что каждому пласту горных пород свойственен конкретный набор природных остатков. Англичанин У. Смит обнаружил некую хронологичность в возрастных особенностях пород. А именно, чем выше находится пласт, тем он по возрасту младше. Следовательно, содержания в нем остатков микроорганизмов будет на порядок выше. Также, У. Смиту принадлежит первая геологическая карта Англии. На этой карте ученый разделил горные породы по возрасту.

Непалеонтологические способы выяснения относительного возраста горных пород применяются в тех случаях, когда в изучаемых породах нет органических остатков. В таком случае существуют стратиграфический, литологический, тектонический и геофизический способы. К примеру, при использовании стратиграфического способа является возможным установить хронологию возникновения пластов при стандартном их залегании, а именно, те пласты, которые лежат внизу будут более древними.

Установку хронологии формирования горных пород осуществляет относительная геохронология, в то время как конкретно определением возраста в единицах времени занимается абсолютная геохронология. Цель геологического времени сводится к тому, чтобы обнаружить временную хронологию геологических явлений.

Геохронологическая таблица

Для того, чтобы установить возрастные критерии горных пород, ученые применяют большое многообразие способов. Поэтому, целесообразным было создание узкоспециальной шкалы для удобства пользования. Геологическое время согласно данной шкале разделяют на временные отрезки. Определенному отрезку свойственен конкретный этап устройства земной коры и формирование живых организмов. Представленная шкала имеет название – геохронологическая таблица. В ней существуют такие подгруппы как, эон, эра, период, эпоха, век, время. Стоит отметить, что каждой группе свойствена определенная совокупность накоплений. Такая совокупность, в свою очередь, носит название стратиграфический комплекс, который также имеет некоторое количество типов, а именно: эонотема, группа, система, отдел, ярус, зона. К примеру, система относится к стратиграфической категории, а временная группа геохронологического отдела относится к характерной ей подгруппе, которая называется эра. В следствие этого, есть две шкалы: стратиграфическая и геохронологическая. Стратиграфической школой пользуются в тех случаях, когда исследуются накопления в породах. Так как в любое время на планете осуществляются какие-либо геологические процессы. Геохронологическая шкала применяется для того, чтобы установить относительное время. С того времени, как шкалу утвердили, ее структура претерпевала много изменений.

На сегодняшний день, самой объемной стратиграфической категорией являются эонотемы. Она делится на архейскую, протерозойскую и фанерозойскую. В геохронологической шкале данным классам подвластны категории разнохарактерной деятельности. Основываясь на времени существования на Земле, ученые выделили две эонотемы: архейская и протерозойская. Именно эти эонотемы вместили около восьмидесяти процентов всего времени. Оставшаяся фанерозойская эонотема ощутимо меньше предшествующих эон, так как захватила всего около пятисот семидесяти миллионов лет. Данную эонотему разделяют на три главных класса: палеозой, мезозой и кайнозой.

Наименования эонотем и классов происходят от греческого языка:

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

От словоформы «зоикос», которое имеет определение «жизненный», образовалось слово «зой». На основе этого словообразования, ученые выделили эры жизни на Земле. К примеру, палеозойская эра означает эру древней жизни.

Эры и периоды

Основываясь на геохронологической таблице, историю планеты специалисты разделили на пять геологических эр. Вышеуказанные эры получили следующие названия: архейская, протерозойская, палеозойская, мезозойская, кайнозойская. Также, данные эры делятся на периоды. Количество этих отрезков времени равно двенадцати, что видимо превосходит количество эр. Временная протяженность данных этапов от двадцати до ста миллионов лет. Последний период кайнозойской эры не завершен, так как его временной промежуток составляет около двух миллионов лет.

Архейская эра. Данная эпоха начала свое существование после того, как произошло формирование и структурирование земной коры на планете. К этому временному отрезку на планете уже были горные породы и начались процессы эрозии и накопления осадков. Эта эра продолжалась около двух миллиардов лет. Именно архейскую эру ученые считают самой продолжительной по времени. За время ее протекания, на планете активно действовали вулканические процессы, осуществлялись поднимания глубин, что способствовало тому, что образовались горы. К сожалению, большая часть ископаемых была уничтожена, но некоторые общие данные об этой эре все же сохранились. В горных породах, которые существовали в архейскую эру, ученые обнаружили углерод в чистом виде. Специалисты считают, что это видоизмененные останки живых организмов. В виду того, что количество графита говорит о количестве живой материи, то в данную эру ее было достаточно много.

Протерозойская эра. По временной характеристике это следующий период, который вмещает один миллиард лет. Во время этой эпохи осуществлялось накопление осадков и произошло одно глобальное оледенение. Ископаемые, которые нашлись в горных пластах этого времени, являются главными свидетелями того, что жизнь существовала и проходила этапы эволюции. В пластах пород были обнаружены останки медуз, грибов, водорослей и многое другое.

Палеозойская эра. Данную эру делят на шесть временных периодов:

• Кембрий;
• Ордовик;
• Силур;
• Девон;
• Карбон/Каменноугольный;
• Пермский/Пермь;

Временной отрезок эры палеозоя охватывает триста семьдесят миллионов лет. В этот период появились представители всех классов животного мира. Отсутствовали лишь птицы и млекопитающие.

Мезозойская эра. Специалисты выделили три ее ступени:

• Триас;

Данный период охватывает временной отрезок в сто шестьдесят семь миллионов лет. На протяжении первых двух периодов основная часть материков осуществила поднятие вверх над уровнем моря. Климатические условия постепенно менялись и становились теплее. В штате Аризона существует популярный каменный лес, который существует с триасового периода. Во время последнего периода происходит степенное поднятие моря. Североамериканский континент полностью погрузился в воду, вследствие чего, Мексиканский залив соединился с Арктическим бассейном. Конец мелового период охарактеризован тем, что произошли большие поднятия земной коры. Так появились Скалистые горы, Альпы, Гималаи, Анды.

Кайнозойская эра. Этот период продолжается по сей день. Специалисты делят ее на три периода:

• Палеоген;
• Неоген;
• Четвертичный;

Последний период характеризуется особенными признаками. В этот период произошло окончательное формирование планеты. Обособились Новая Гвинея и Австралия. Слились две Америки. Данный временной отрезок был выделен Ж. Денуайэ в 1829 году. Главная особенность состоит в том, что появился человек.

Именно в этот период проживает всё человечество на сегодняшний день.

Архейская эра . Породы архейской эры представлены сильно метаморфизированными и дислоцированными гнейсами, метаморфизированными сланцами и магматическими горными породами. Прослой графита и графитовых сланцев в отложениях, а также наличие перекристаллизованных известняков и мраморов свидетельствует об органогенно-химическом происхождении пород и наличии в то время морей.

Отсутствие органических остатков, связанное с интенсивным метаморфизмом осадочных пород и широким развитием магматизма, не позволяет подразделить породы архейской эры на периоды и эпохи. Эра характеризуется образованием на Земле континентов и океанов, и продолжительность ее составляет 1,8 млрд. лет (табл.2).

Протерозойская эра. Отложения протерозойской эры представлены преимущественно метаморфизованными осадочными и магматическими породами. Встречаются также слабо метаморфизованные отложения со следами жизнедеятельности организмов. Продолжительность эры – 2,1 млрд. лет.

В течение архейской и протерозойской эр имели место неоднократные крупные горно-образовательные движения, сопровождающиеся интенсивной магматической деятельностью.

Палеозойская эра . Продолжительность эры – 330 млн. лет. Отложения палеозойской эры, в отличие от более древних, лишь местами интенсивно дислоцированы и метаморфизированы. Распространены осадочные и магматические породы. Метаморфические породы имеют подчиненное значение.

Большое разнообразие беспозвоночных животных позволило расчленить эру на две подэры: ранний палеозой и поздний палеозой. Подэры сильно отличаются друг от друга по палеонтологическим остаткам и результатам геологического развития, что дало возможность разделить на следующие периоды и эпохи.

Ранний палеозой продолжительностью 165-170 млн. лет .

1. Кембрийский (подразделяется на три эпохи – ранняя, средняя и поздняя).

2. Ордовикский (подразделяется на три эпохи – ранняя, средняя и поздняя).

3. Силурийский (подразделяется на три эпохи – ранняя, средняя и поздняя).

В течение всего раннего палеозоя земная кора испытывала Каледонскую эпоху складчатости . Начало Каледонской складчатости относится к концу протерозоя, конец – к окончанию силура – началу девона.

В начале раннего палеозоя Каледонская складчатость проявилась, в основном, в виде опускания, в конце ордовика и силура – поднятия земной коры.

Поздний палеозой продолжительностью 165 млн. лет .

1. Девонский (подразделяется на три эпохи – ранняя, средняя и поздняя).

2. Каменноугольный (подразделяется на три эпохи – ранняя, средняя и поздняя).

3. Пермский (подразделяется на две эпохи – ранняя и поздняя).

Основными структурными элементами земной коры к началу позднего палеозоя остаются древние платформы и складчатые пояса. Суперконтинент Гондвана подвергся в начале позднего палеозоя рифтогенезу, произошло усложнение существующих структур, образование прогибов, переход складчатых систем в платформы. Вторая половина позднего палеозоя характерна проявлением Герцинского этапа тектогенеза, который сформировал сложные по строению горноскладчатые структуры.

Мезозойская эра протяженностью 170 млн. лет. Эра включает триасовый, юрский и меловой периоды . Триасовый и юрский периоды делятся на три эпохи каждый, меловой – на две.

Начало мезозойской эры представляет собой время значительных изменений в строении подвижных поясов. Испытав Герцинский тектогенез, многие пояса перешли в стадию молодых платформ, хотя складчато-геосинклинальный режим еще продолжался, но в меньшей степени.

В триасе происходил активный рифтогенез, который затронул огромные территории континентов и океанов. В позднетриасовую эпоху во многих местах планеты проявились тектонические процессы сжатия и деформации земной коры. Со второй половины юры и в мелу значительная часть платформ испытали прогибание и трансгрессию моря.

Кайнозойская эра . Эра имеет продолжительность 66 млн. лет и подразделяется на три периода: палеогеновый , неогеновый и ч етвертичный . Периоды делятся на эпохи: палеогеновый – на три, неогеновый – на две, четвертичный – на четыре (ранняя, средняя, поздняя и современная). В составе четвертичного периода выделяют отделы: ледниковый и послеледниковый. Продолжительность четвертичного периода составляет 0,7 млн. лет.

В кайнозойскую эру происходили весьма интенсивные вертикальные и горизонтальные движения на континентах и в океанических плитах. Тектоническая эпоха, проявившаяся в кайнозойскую эру, называется Альпийской . Она охватила практически всю Землю и отличается от предшествующих значительной амплитудой поднятий: как отдельных горных систем, так и континентов и опусканий межгорных и океанических впадин, расколом континентов и океанических плит и их горизонтальными перемещениями.

В начале кайнозойской эры на континентах и в океанах усилился рифтогенез, значительно активизировался процесс перемещения плит, продолжается унаследованной ранее спрединг дна океана. В конце неогена на Земле сформировался современный облик континентов и океанов. В это же время и в четвертичный период изменяется состав органического мира и усиливается его дифференциация, земная поверхность охлаждается, увеличиваются площади и высоты материков, уменьшаются площади и увеличиваются глубины океанов.

В результате Альпийского тектогенеза возникли альпийские складчатые сооружения, для которых характерным является проявление горизонтальных смещений, образований в виде надвигов, опрокинутых складок, покровов и т.п.

Все подразделения геохронологической таблицы ранга периода – системы обозначаются по первой букве латинского алфавита наименования. Каждый период (система) имеет свой цвет, который и показывается на геологической карте. Эти цвета общеприняты и замене не подлежат.

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