Полная геохронологическая шкала. Шкала геохронологическая и история развития живых организмов
 |
 |
 |
 |
И наконец, ученым предстояло решить еще одну задачу: каким образом современные материки заняли свои нынешние места? На этот вопрос ответила теория дрейфа континентов. Вначале она была высказана как смелое предположение, затем оформилась в гипотезу, а в наши дни на ее основе была разработана теория тектоники литосферных плит - основополагающая концепция современной геологии. Благодаря ей мы знаем о движении континентов, о том, как перемещаются и сталкиваются друг с другом материковые плиты, возникают и снова исчезают океаны, а также понимаем, что землетрясения, извержения вулканов, «горячие зоны» земной коры и горообразование представляют собой проявления одного и того же процесса - тектоники. Эта теория помогла проверить многие существовавшие ранее идеи о возникновении и последующем изменении атмосферы, океанов, самой Земли и жизни на ней.
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 |
Накопленные материалы о геологическом строении земной коры и развитии жизни позволило разбить ее геологическую историю на шесть эр и составить шкалу геологического времени – геохронологическую шкалу.
Каждая эра делится на периоды, период на эпохи, эпохи на века.
Архейская эра – эра начала жизни
Протерозойская эра – эра первичной жизни
Рифейская – эра ранней жизни
Палеозойская эра древней жизни
Мезозойская – эра средней жизни
Кайнозойская – эра новейшей жизни.
Эры объединены в два эона Криптозой и Фанерозой.
Кроптозой объединяет Архейскую, Протерозойскую и Рифейскую эры. На этот эон приходится почти 4 млрд лет, или 5/6 всего геологического летоисчисления.
Это время зарождения жизни, появления примитивных одноклеточных организмов. Скелетная фауна полностью отсутствует.
Характеризуются активной тектонической деятельностью, в результате которой сформировалась геологическая структура земной коры, появлением воды и первых простейших форм жизни, накоплением первых мощных толщ осадочных пород. Сначала образовались платформы северного полушария и Австралийская, позднее Индостанская, Южно-Американская, Африканская и Антарктическая. В это же время оформились первые геосинклинали (складчатые горы).
Геологические образования этих эр представлены магматическими, древними осадочными и метаморфическими породами: кристаллическими сланцами, известняками, мраморами и др. В невыветреллом состоянии эти породы являются хорошим основанием и хорошими строительными материалами. Они слагают кристаллический фундамент Русской, Западно-Сибирской и др. равнин, выходят на поверхность в нашей стране южнее Воронежа, в Карелии, Мурманской области, в Восточной Сибири, на Урале, в Средней Азии и на Алтае.
Другие эры – плеозойская, мезозойская и кайнозойская – объединены в фанерозой (приблизительно 570 млн лет). Фаенерозой –важнейший этап геологической истории Земли, для которого характерны возникновение и широкое развитите скелетных организмов, расцвет органического мира и появление человека.
Палеозойская эра –Pzначалась примерно 525-570 млн. лет назад и длилась около 340 млн. лет. Палеозойская эра делится на шесть периодов: Кембрийский, Ордовикский, Силурийский, Девонский, Каменноугольный и Пермский.В случае необходимости в стандартную стратиграфическую шкалу вводились изменения, отражающие региональную специфику. Например, в Европе выделяется каменноугольный период, а в США ему соответствуют два – миссисипский и пенсильванский.
Палеозойская эра отличается в основном очень теплым и влажным субтропическим климатом, что привело к образованию многих пород органогенного происхождения. В этот период произошли две главнейшие фазы горообразования, сопровождавшиеся интенсивным смятием горных пород. Первая, каледонская фаза произошла на территории Шотландии, Западной Скандинавии, Гренландии, на территории России это район Забайкалья. Во время второй, герцинской фазы образовались Уральские горы, Тянь-Шань, Алтай и др. В эпоху скаладчатости тропический климат сменился резким похолоданием, а в эпоху герцинской фазы даже происходило оледенение.
В палеозойскую эру в морях образовались известняки, мергели, доломиты, на континентах – глины, пески и песчаники. В последние периоды палеозоя – каменноугольный и пермский – образовались мощные залежи каменного угля, известняки, песчаники, сланцы, а также химические осадочные породы – гипс, ангидрит, каменная соль. Породы, образовавшиеся на протяжении этой эры, содержат много остатков фауны и флоры. Формы отличались примитивностью и были весьма далеки от современных, это споровые растения и беспозвоночные животные, и впоследствии вымершие позвоночные.
Большинство пород палеозойской эры могут служить надежным основанием и использоваться в качестве строительных материалов.
Мезозойская эра Mz(эра средней жизни) началась 190 млн.лет назад и имела продолжительность около 125 млн.лет., делится на три периода Триасовый, Юрский и Меловой. Эра отличается сравнительно теплым однообразным климатом и тектоническим покоем. Лишь в Юрском периоде имела место киммерийская фаза горообразования, в результате которой началось образование Кавказских и Крымских гор. В это же время наблюдается континентальная климатическая обстановка, при которой образовались угли и глины.
В период мезозоя морские и континентальные отложения получили одинаковое распространение. В пределах русской равнины образовались мощные отложения мела, известняков, глин. Возможности использования пород мезозойской эры в строительных целях такие же, как и в период палеозоя.
На протяжении этой эры пресмыкающиеся имели весьма крупные размеры. Фауна и флора носили переходный характер – от древних форм органического мира к современным.
Кайнозойская эра Kz (эра новой жизни) началась 65 млн.лет назад. Растительный и животный мир приближается к современным формам, появляется человек. Эра делится на три периода Палеоген, Неоген и Четвертичный. Первые два периода обычно объединяются в один – третичный. Четвертичный период занимает всего 1 млн.лет и наиболее детально изучен. Именно в начале четвертичного периода появился человек.
Кайнозойская эра отличается разными, резко отличными друг от друга климатическими условиями. В период Палеогена климат был теплым, почти тропическим, в период Неогена наблюдается похолодание, которое в Четвертичном периоде перешло в ледниковую эпоху с периодическими оледенениями. Оледенения захватили огромную территорию северной части Европы и Азии.
В кайнозойскую эру очень интенсивно проявилась так называемая альпийская складчатость, образование которой началось еще в Юрском периоде. В третичном периоде закончилось образование Кавказских и Крымских гор. В это же время появились хребты Северной Африки, Альпы, Карпаты, горы Памира, Тянь-Шаня, Гималев, на Курильских островах, Сахалине Камчатке. Альпийская горообразовательная фаза еще не закончилась.
В третичном периоде образовались породы морского и континентального происхождения. Морские третичные отложения – глины, известняки-ракушечники и др. располагаются на побережье Черного моря и в других местах. Континентальные третичные отложения распространены повсеместно.
Породы четвертичного периода в подавляющем большинстве являются континентальными отложениями – рыхлыми горными породами и породами органогенного происхождения. Их обычно называют четвертичными породами или наносами в отличие от более ранних пород, которые называю коренными. Морские четвертичные отложения на территории России встречаются редко – на побережьях морей, к северу и востоку от Каспийского моря и на северном побережье Черного моря. По составу и свойствам эти отложения аналогичны третичным. Особую группу среди них составляют морские илы.
Мощность четвертичных отложений колеблется от нескольких сантиметров до десятков и сотен метров. Эти породы менее надежны в качестве оснований, чем корены. Свойства их изменяются в больших пределах и во многом зависят от генетических особенностей.
Коренные породы обычно представлены скальными и уплотненными песчаными и глинистыми породами, а среди четвертичных отложений преобладают рыхлые образования, слабосцементированные и связные.
Геохронологическая шкала
КЛАРКИ
Рельеф
Географический полюс
[править]
У этого термина существуют и другие значения, см. Полюс.
Географический полюс - точка, в которой ось вращения Земли пересекается с поверхностью Земли. Имеется два географических полюса: Северный полюс - находится в Арктике (центральная часть Северного Ледовитого океана) и Южный полюс - находится в Антарктиде.
В географическом полюсе сходятся все меридианы, в связи с этим географический полюс не имеет долготы. Северный полюс имеет широту +90 градусов, а южный полюс имеет широту −90 градусов.
На географических полюсах отсутствуют стороны света. На полюсах нет смены дня и ночи, так как полюса не участвуют в суточном вращении Земли.
На географическом полюсе угол подъёма Солнца не превышает 23,5°, из-за этого на полюсе очень низкая температура.
Положение географических полюсов условное, так как мгновенная ось вращения Земли перемещается. Из-за этого происходит движение географических полюсов.
[править]См. также
Магни́тный по́люс - условная точка на земной поверхности, в которой магнитное поле Земли направлено строго под углом 90° к поверхности.
[править]
Материал из Википедии - свободной энциклопедии
У этого термина существуют и другие значения, см. Рельеф (значения).
Макет с рельефом местности
Рельеф
(фр.
Размещено на реф.рф
relief
, от лат. relevo
- поднимаю) - совокупность неровностей суши, дна океанов и морей, разнообразных по очертаниям, размерам, происхождению, возрасту и истории развития. Слагается из положительных (выпуклых) и отрицательных (вогнутых) форм.
Рельеф образуется главным образом в результате длительного одновременного воздействия на земную поверхность эндогенных (внутренних) и экзогенных (внешних) процессов. Рельеф изучает геоморфология.
Основными формами рельефа являются гора, котловина, хребет, лощина.
На крупномасштабных топографических и спортивных картах рельеф изображают изогипсами - горизонталями, числовыми отметками и дополнительными условными знаками. На мелкомасштабных топографических и физических картах рельеф обозначается цветом (гипсометрической окраской с четкими или размытыми ступенями) и отмывкой.
Денудационные равнины возникают на месте разрушенных гор.
Размещено на реф.рф
Аккумулятивные равнины образуются при длительном накоплении толщ рыхлых осадочных пород на месте обширных опусканий земной поверхности.
Складчатые горы - поднятия земной поверхности, возникающие в подвижных зонах земной коры, чаще всего на краях литосферных плит. Глыбовые горы возникают в результате образования горстов, грабенов и перемещения участков земной коры по сбросам. Складчато-глыбовые горы появились на месте участков земной коры, перетерпевших в прошлом горообразование, превращение в денудационную равнину и повторное горообразование. Вулканическое горы образуются при извержении вулканов.
Гипсографическая кривая (от др.-греч. ὕψος - ʼʼвысотаʼʼ и γράφω ʼʼпишуʼʼ, также гипсометрическая кривая ) - эмпирическая интегральная функция распределения глубин океана и высот земной поверхности. Обычно изображается на координатной плоскости, где по вертикальной оси откладывается высота рельефа, а по горизонтальной - доля поверхности, высота рельефа которой больше указанной. Часть кривой, расположенной ниже уровня моря, принято называть батиграфической кривой .
Гипсографическая кривая впервые была построена в 1883 году А. Лаппараном и уточнена в 1933 году Э. Коссина. Уточнения для батиграфической кривой сделаны в 1959 году В. Н. Степановым .
Гипсографическая кривая рельефа Земли имеет два пологих участка: один из них на уровне моря, другой - на глубине 4-5 км. Эти участки соответствуют наличию двух пород различной плотности. Пологий участок на уровне моря соответствует лёгким породам, состоящим из гранита (плотность 2800 кг/м³), нижний участок - тяжёлым продам, сложенным базальтами (3300 кг/м³). В отличие от Земли, гипсографическая кривая Луны не содержит пологих участков, что свидетельствует об отсутствии дифференциации пород .
КЛАРКИ
элементов, числа, выражающие среднее содержание хим. элементов в земной коре, гидросфере, Земле в целом, космич. телах и др.
Размещено на реф.рф
геохим. или космохим. системах. Различают весовые (в %, в г
/т
или в г/г
) и атомные (в % от числа атомов) кларки. Обобщение данных по хим. составу различных горных пород, слагающих земную кору, с учётом их распространения до глубин 16 км
впервые было сделано амер.
Размещено на реф.рф
учёным Ф. У. Кларком
(1889). Полученные им цифры процентного содержания хим. Элементов в составе земной коры, впоследствии несколько уточнённые А. Е. Ферсманом, по предложению последнего, были названы числами Кларка, или к л а р к а м и. Средние содержания элементов в земной коре, в совр.
Размещено на реф.рф
понимании её как верхнего слоя планеты выше границы Мохоровичича (см. Мохоровичича поверхность),
вычислены А. П. Виноградовым
(1962), амер.
Размещено на реф.рф
учёным С. Р. Тейлором (1964), нем. - К. Г. Ведеполем (1967) (см. табл.). Преобладают элементы малых порядковых номеров: 15 наиболее распространённых элементов, кларки к-рых выше 100 г/т
, обладают порядковыми номерами до 26 (Fe). Элементы с чётными порядковыми номерами слагают 87% массы земной коры, а с нечётными - только 13%. Средний хим. состав Земли в целом рассчитывался на основании данных о содержании элементов в метеоритах (см.Геохимия).
Так как К. элементов служат эталоном сравнения пониженных или повышенных концентраций хим. элементов в месторождениях полезных ископаемых, горных породах или целых регионах, знание их важно при поисках и пром. оценке месторождений полезных ископаемых; они позволяют также судить о нарушении обычных отношений между сходными элементами (хлор- бром, ниобий - тантал) и тем самым указывают на различные фпзико-хим. факторы, нарушившие эти равновесные отношения.
В процессах миграции элементов К. Элементов являются количеств, показателем их концентрации.
В составе земной коры - множество элементов, но основную её часть составляют кислород и кремний.
Средние значения химических элементов в земной коре носят название кларков. Название было введено советским геохимиком А.Е. Ферсманом в честь американского геохимика Франка Уиглсуорта Кларка, который проанализировав результаты анализа тысяч образцов пород рассчитал средний состав земной коры. Вычисленный Кларком состав земной коры был близок к граниту - распространённой магматической горной породе в континентальной земной коре Земли.
После Кларка определением среднего состава земной коры занялся норвежский геохимик Виктор Гольдшмидт. Гольдшмидт сделал предположение, что ледник, двигаясь по континентальной коре соскребает и смешивает выходящие на поверхность горные породы. По этой причине ледниковые отложения или морены отражают средний состав земной коры. Проанализировав состав ленточных глин, отложившихся на дне Балтийского моря во время последнего оледенения, учёный получил состав земной коры, который очень походил на состав земной коры вычисленный Кларком.
В последствии состав земной коры изучался советскими геохимиками Александром Виноградовым, Александром Роновым, Алексеем Ярошевским, немецким учёным Г. Ведеполем.
После анализа всех научных работ было выяснено, что наиболее распространенным элементом в составе земной коре является кислород. Его кларк - 47%. Следующий аосле кислорода по распространенности химический элемент - кремний с кларком 29,5%. Остальными распространенными элементами являются: алюминий (кларк 8,05), железо (4,65), кальций (2,96), натрий (2,5), калий (2,5), магний (1,87) и титан (0,45). В совокупности на эти элементы составляют 99,48% от всего состава земной коры; они образуют многочисленные химические соединения. Кларки остальных 80 элементов составляют всего 0,01-0,0001 и в связи с этим такие элементы называются редкими. В случае если же элемент не только редкий, но и обладает слабой способностью к концентрированию, его называют редким рассеянным.
В геохимии также употребляют термин ʼʼмикроэлементыʼʼ, под которым понимают элементы, кларки которых в данной системе менее 0,01. А.Е. Ферсман построил график зависимости атомных кларков для чётных и нечётных элементов периодической системы. Выявилось, что с усложнением строения атомного ядра кларки уменьшаются. Но линии, построенные Ферсманом, оказались не монотонными, а ломанными. Ферсман прочертил гипотетическую среднюю линию: элементы, расположенные выше этой линии, он назвал избыточными (О, Si, Са, Fe, Ва, РЬ и т.д.), ниже - дефицитными (Ar, Не, Ne, Sc, Со, Re и т.д.).
Ознакомиться с распространением важнейших химических элементов в земной коре можно с помощью этой таблицы:
Возраст Земли - время, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ прошло с момента образования Земли как самостоятельной планеты. Согласно современным научным данным возраст Земли составляет 4,54 миллиардов лет (4,54·10 9 лет ± 1 %). Эти данные базируются на радиоизотопной датировке не только земных образцов, но и метеоритного вещества. Οʜᴎ получены в первую очередь с помощью свинец-свинцового метода. Эта цифра соответствует возрасту старейших земных и лунных образцов.
После научной революции и развития методов радиоизотопной датировки оказалось, что многие образцы минералов имеют возраст более миллиарда лет. Старейшие из найденных на данный момент - мелкие кристаллыциркона из Джек Хилз в Западной Австралии - их возраст не менее 4404 миллионов лет. На базе сравнения массы и светимости Солнца и других звезд был сделан вывод, что Солнечная система не должна быть намного старше этих кристаллов. Конкреции, богатые кальцием и алюминием, встречающиеся в метеоритах - самые старые известные образцы, которые сформировались в пределах Солнечной системы: их возраст равен 4567 миллионов лет, что даёт возможность установить возраст Солнечной системы и верхнюю границу возраста Земли. Существует гипотеза, что аккреция Земли началась вскоре после образования кальций-алюминиевых конкреций и метеоритов. Поскольку точное время аккреции Земли неизвестно и различные модели дают от нескольких миллионов до 100 миллионов лет, точный возраст Земли трудно определить. Вместе с тем, трудно определить абсолютно точный возраст старейших пород, выходящих на поверхность Земли, поскольку они составлены из минералов разного возраста.
Время в геологии
Определение возраста горных пород основано на изучении последовательности образования напластований в земной коре. На основании данных об органических остатках, составе, строении и расположении пластов относительно друг друга в вертикальном и горизонтальном направлениях разработана геохронологическая шкала, отражающая геологическую историю Земли. В соответствии с геохронологической шкалой создана стратиграфическая шкала, в которой указываются комплексы горных пород, образовавшиеся в геологические отрезки времени. Ниже приведено соотношение базовых геохронологических и стратиграфических подразделений, ᴛ.ᴇ. интервалов геологического времени и комплексов пород, образовавшихся в соответствующий интервал времени.
Интервал геологического времени:
Эра-Период-Эпоха-Век
Комплекс пород, образовавшихся в течение этого интервала:
Группа-Система-Отдел-Ярус
Так, в течение эры сформировался комплекс горных пород, называемый группой, в течение периода - комплекс горных пород, называемый системой, и т.д.
В геохронологической шкале (табл. 2.1.1.3.1) выделяют пять крупнейших интервалов геологического времени - эр, каждая из которых делится на периоды, а каждый период - на эпохи. Составляют геохронологические шкалы и с более дробными хронологическими интервалами: эпохи делят на века.
Подразделения стратиграфической шкалы обычно имеют те же названия. К примеру, кайнозойской эре соответствует кайнозойская группа пород, а в течение неогенового периода формировались комплексы пород неогеновой системы и т. д. При этом названия эпох часто не совпадают с названием отделов.
|
Определение относительного возраста пород
- это установление, какие породы образовались раньше, а какие – позже.Относительный возраст осадочных ᴦ.п. устанавливается с помощью геолого-стратиграфических (стратиграфического, литологического, тектонического, геофизических) и биостратиграфических методов.Стратиграфический метод основан на том, что возраст слоя при нормальном залегании определяется – нижележащие их слои являются более древними, а вышележащие более молодыми. Этот метод должна быть использован и при складчатом залегании слоев. Не должна быть использован при опрокинутых складках.Литологический метод основан на изучении и сравнении состава пород в разных обнажениях (естественных- в склонах рек, озер, морей, искусственных – карьерах, котлованах и т.д.). На ограниченной по площади территории, отложения одинакового вещественного состава (ᴛ.ᴇ. состоят из одинаковых минералов и горных пород) , бывают одновозрастными. При сопоставлении разрезов различных обнажений используют маркирующие горизонты, которые отчетливо выделяются среди других пород и стратиграфиески выдержаны на большой площади.Тектонический метод основан на том, что мощные процессы деформации ᴦ.п. проявляются (как правило) одновременно на больших территориях, в связи с этим одновозрастные толщи имеют примерно одинаковую степень дислоцированности (смещения). В истории Земли осадконакопления периодически сменялись складчатостью и горообразованием.Возникшие горные области разрушались, а на выровненную территорию вновь наступало море, на дне которого уже несогласно накапливались толщи новых осадочных ᴦ.п. в данном случае различные несогласия служат границами, подразделяющими разрезы на отдельные толщи.Геофизические методы основаны на использовании физических характеристик отложений (удельного сопротивления, природной радиоактивности, остаточной намагниченности ᴦ.п. и т.д.) при их расчленении на слои и сопоставлении.Расчленение пород в буровых скважинах на основании измерений удельного сопротивления ᴦ.п. и пористости принято называть электрокаротаж, на основании измерений их радиоактивности – гамма-каротаж.Изучение остаточной намагниченности ᴦ.п. называют палеомагнитным методом; он основан на том, что магнитные минералы, выпадая в осадок, распластаются в соответствии с магнитным полем Земли той эпохи которая, как известно, постоянно менялась в течении геологического времени. Эта ориентировка сохраняется постоянно, в случае если порода не подвергается нагреванию выше 500С (т.н. точка Кюри) или интенсивной деформации и перекристаллизации. Следовательно, в различных слоях направление магнитного поля будет различным. Палеомагнитизм позволяет т.о. сопоставлять отложения значительно удаленные друг от друга (западное побережье Африки и восточное побережье Латинской Америки).Биостратиграфические или палеонтологические методы состоят в определении возраста ᴦ.п. с помощью изучения ископаемых организмов (подробно палеонтологические методы будут рассмотрены в следующей лекции).Определение относительного возраста магм. И метам. Г.п. (все выше охарактер.
Размещено на реф.рф
Методы – для определения возраста осадочных пород) осложнено отсутствием палеонтологических остатков. Возраст эффузивных пород, залегающих совместно с осадочными устанавливается по соотношению к осадочным породам.Относительный возраст интрузивных пород определяется по соотношению магматических пород и вмещающих осадочных пород, возраст которых установлен.Определение относительного возраста метармофических пород аналогично определению относительного возраста магматических пород.
[править]
Материал из Википедии - свободной энциклопедии
| Геохронологическая шкала | |||
| Эон | Эра | Период | |
| Ф а н е р о з о й | Кайнозой | Четвертичный | |
| Неоген | |||
| Палеоген | |||
| Мезозой | Мел | ||
| Юра | |||
| Триас | |||
| Палеозой | Пермь | ||
| Карбон | |||
| Девон | |||
| Силур | |||
| Ордовик | |||
| Кембрий | |||
| Д о к е м б р и й | П р о т е р о з о й | Нео- протерозой | Эдиакарий |
| Криогений | |||
| Тоний | |||
| Мезо- протерозой | Стений | ||
| Эктазий | |||
| Калимий | |||
| Палео- протерозой | Статерий | ||
| Орозирий | |||
| Риасий | |||
| Сидерий | |||
| А р х е й | Неоархей | ||
| Мезоархей | |||
| Палеоархей | |||
| Эоархей | |||
| Катархей | |||
| Источник |
Геохронологи́ческая шкала́ - геологическая временная шкала истории Земли, применяемая в геологии и палеонтологии, своеобразный календарь для промежутков времени в сотни тысяч и миллионы лет.
Согласно современным общепринятым представлениям возраст Земли оценивается в 4,5-4,6 млрд лет. На поверхности Земли не обнаружены горные породы или минералы, которые могли бы быть свидетелями образования планеты. Максимальный возраст Земли ограничивается возрастом самых ранних твёрдых образований в Солнечной системе - тугоплавких включений, богатых кальцием и алюминием (CAI) из углистых хондритов. Возраст CAI из метеорита Allende по результатам современных исследований U-Pb изотопным методом составляет 4568,5±0,5 млн. лет . На сегодня это лучшая оценка возраста Солнечной системы. Время формирования Земли как планеты должна быть позже этой даты на миллионы и даже многие десятки миллионов лет.
Последующее время в истории Земли было разделено на различные временные интервалы по важнейшим событиям, которые тогда происходили.
Граница между эрами фанерозоя проходит по крупнейшим эволюционным событиям - глобальным вымираниям. Палеозой отделён от мезозоя крупнейшим за историю Земли пермо-триасовым вымиранием видов. Мезозой отделён от кайнозоя мел-палеогеновым вымиранием.
Геохронологическая шкала, изображённая в виде спирали
[править]История создания шкалы
Во второй половине XIX века на II-VIII сессиях Международного геологического конгресса (МГК) в 1881-1900 гᴦ. были приняты иерархия и номенклатура большинства современных геохронологических подразделений. В последующем Международная геохронологическая (стратиграфическая) шкала постоянно уточнялась.
Конкретные названия периодам давали по разным признакам. Чаще всего использовали географические названия. Так, название кембрийского периода происходит от лат. Cambria - названия Уэльса, когда он был в составе Римской империи, девонского - отграфства Девоншир в Англии, пермского - от ᴦ. Перми, юрского - от гор Юра́ в Европе. В честь древних племён названы вендский(в́енды - нем. название славянского народа лужицких сорбов), ордовикский и силурийский (племена кельтов ордо́вики и силу́ры) периоды. Реже использовались названия, связанные с составом пород. Каменноугольный период назван из-за большого количества угольных пластов, а меловой - из-за широкого распространения писчего мела.
[править]Принцип построения шкалы
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 (эона): 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.
| Эон (эонотема) | Эра (эратема) | Период (система) | Эпоха (отдел) | Начало, лет назад | Основные события |
| Фанерозой | Кайнозой | Четвертичный (антропогеновый) | Голоцен | 11,7 тыс. | Конец Ледникового Периода. Возникновение цивилизаций |
| Плейстоцен | 2,588 млн | Вымирание многих крупных млекопитающих. Появление современного человека | |||
| Неогеновый | Плиоцен | 5,33 млн | |||
| Миоцен | 23,0 млн | ||||
| Палеогеновый | Олигоцен | 33,9 ± 0,1 млн | Появление первых человекообразных обезьян. | ||
| Эоцен | 55,8 ± 0,2 млн | Появление первых ʼʼсовременныхʼʼ млекопитающих. | |||
| Палеоцен | 65,5 ± 0,3 млн | ||||
| Мезозой | Меловой | 145,5 ± 0,4 млн | Первые плацентарные млекопитающие. Вымирание динозавров. | ||
| Юрский | 199,6 ± 0,6 млн | Появление сумчатых млекопитающих и первых птиц. Расцвет динозавров. | |||
| Триасовый | 251,0 ± 0,4 млн | Первые динозавры и яйцекладущие млекопитающие. | |||
| Палеозой | Пермский | 299,0 ± 0,8 млн | Вымерло около 95 % всех существовавших видов (Массовое пермское вымирание). | ||
| Каменноугольный | 359,2 ± 2,8 млн | Появление деревьев и пресмыкающихся. | |||
| Девонский | 416,0 ± 2,5 млн | Появление земноводных и споровых растений. | |||
| Силурийский | 443,7 ± 1,5 млн | Выход жизни на сушу: скорпионы; появление челюстноротых | |||
| Ордовикский | 488,3 ± 1,7 млн | Ракоскорпионы, первые сосудистые растения. | |||
| Кембрийский | 542,0 ± 1,0 млн | Появление большого количества новых групп организмов (ʼʼКембрийский взрывʼʼ). | |||
| Докембрий | Протерозой | Неопротерозой | Эдиакарий | ~635 млн | Первые многоклеточные животные. |
| Криогений | 850 млн | Одно из самых масштабных оледенений Земли | |||
| Тоний | 1,0 млрд | Начало распада суперконтинента Родиния | |||
| Мезопротерозой | Стений | 1,2 млрд | Суперконтинент Родиния, суперокеан Мировия | ||
| Эктазий | 1,4 млрд | Первые многоклеточные растения (красные водоросли) | |||
| Калимий | 1,6 млрд | ||||
| Палеопротерозой | Статерий | 1,8 млрд | |||
| Орозирий | 2,05 млрд | ||||
| Риасий | 2,3 млрд | ||||
| Сидерий | 2,5 млрд | Кислородная катастрофа | |||
| Архей | Неоархей | 2,8 млрд | |||
| Мезоархей | 3,2 млрд | ||||
| Палеоархей | 3,6 млрд | ||||
| Эоархей | 4 млрд | Появление примитивных одноклеточных организмов | |||
| Катархей | ~4,6 млрд | ~4,6 млрд лет назад - формирование Земли. |
[править]Масштабные диаграммы геохронологической шкалы
Представлены три хронограммы, отражающие разные этапы истории земли в различном масштабе.
1. Верхняя диаграмма охватывает всю историю земли;
2. Вторая - фанерозой, время массового появления разнообразных форм жизни;
3. Нижняя - кайнозой, период времени после вымирания динозавров.
Миллионов лет
Геохронологическая шкала - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Геохронологическая шкала" 2017, 2018.
Эволюция живых существ может быть понята только в контексте геологического времени.
Геохронологическая (стратиграфическая) шкала времени - это шкала относительного геологического времени, построенная на основе определенных палеонтологией и исторической геологией этапов формирования земной коры и жизни на планете. Она представляет собой последовательность стратиграфических элементов в порядке их образования, в виде полного составного идеального разреза всех земных отложений без пропусков и перекрытий и является эталоном для корреляции любых стратиграфических единиц. Границы между стратиграфическими элементами проводятся по событиям заметных эволюционных или геологических изменений. Учение о хронологической последовательности формирования и возрасте горных пород, слагающих земную кору, называется геохронологией .
Различают относительную и абсолютную геохронологию.
Задачей относительной геохронологии является определение относительного возраста горных пород: определение, какие отложения, встречающиеся в земной коре, являются более древними, а какие более молодые. Есть несколько методов определения относительного возраста пород.
Первый метод - стратиграфический . Он исходит из вполне не ясных и логичных представлений, что каждый пласт осадочных пород образовался раньше того пласта, который его перекрывает.
Второй метод - палеонтологический . Он позволяет установить относительный возраст пород и произвести их сопоставление в геологических разрезах, относящихся к разным районам или регионам. Установление производится по характеру обнаруживаемых в пластах различных органических остатков (окаменелые морские раковины, кости животных, отпечатки листьев и т.д.).
Задачей абсолютной геохронологии является определение истинной продолжительности отдельных периодов и эпох в жизни Земли, а также ее геологического возраста в целом.
Геохронологический возраст горных пород определяется такими единицами измерения, как эра, период, эпоха и век.
Эра - крупнейший этап в истории развития Земли, в котором образовалась группа отложений. Различают пять эр (начиная с более древних): архейская, протерозойская, палеозойская, мезозойская и кайнозойская.
Каждая эра охватывает несколько периодов. Период соответствует времени образования системы горных пород. Периоды подразделяются на несколько эпох, которым соответствуют отделы пород. Эпохи подразделяются на века, которым соответствуют ярусы как совокупность пород, образовавшихся в тот или иной век.
Архейская (эра первичной жизни) и протерозойская (эра древнейшей жизни) эры наиболее удалены от нас по времени (около 1,5 млрд лет). В это время образовались самые древние породы, слагающие жесткий фундамент земной коры. Горные породы архейской эры носят только следы примитивных органических форм, свидетельствуя о зарождении в это время жизни на Земле. Протерозойская эра совпадает по времени с началом развития на Земле разнообразных водорослей, бактерий и беспозвоночных животных.
Палеозойская эра (эра древней жизни) - период времени, удаленный от нас примерно на 600 млн лет и продолжавшийся около 350 млн лет. Эта эра и относящиеся к ней породы изучены более детально. Палеозойская эра характеризуется буйным расцветом органической жизни в морях и океанах и выходом ее на сушу. На суше доминирующее значение приобретают крупные земноводные и в конце эры - первые пресмыкающиеся. В каменноугольном периоде эры пышное развитие получают древовидные папоротники, хвощи и др.
Палеозойская эра подразделяется на шесть периодов (начиная с более древних): кембрийский (Cm), ордовикский (О), силурийский (S), девонский (D), каменноугольный (С) и пермский (Р).
Мезозойская эра (эра средней жизни) продолжительностью 185 млн лет является временем расцвета на суше гигантских пресмыкающихся (гигантских ящеров - динозавров, летающих птеродактилей и др.). Растительный мир и мир насекомых в мезозое имеют некоторые черты, общие с нашим временем. На Земле в это время появляются первые представители млекопитающих и птиц, получивших развитие в следующей, кайнозойской эре.
Мезозойская эра подразделяется на три периода: триасовый (Т), юрский (J) и меловой (Cr).
Кайнозойская эра (эра новой жизни) - наиболее молодая (примерно за 40…50 млн лет до н.э.), сменившая мезозойскую эру. Жизнь в это время приобретает все более близкие к нашему времени формы.
Кайнозойская эра подразделяется на три периода: палеогеновый (Pg), неогеновый (N) и антропогеновый (Аp), или четвертичный (Q). Четвертичный период - последний период развития органического мира, во время которого появился человек.
Горные породы до четвертичного возраста называются коренными , а континентальные четвертичного возраста - покровными . В пределах коренных пород в общем случае более древние породы обладают большей, чем молодые, прочностью, а покровные образования четвертичного времени имеют прочность меньшую, чем коренные. Но прямой связи между возрастом пород и их прочностью не наблюдается, и иногда молодые породы обладают большей прочностью, чем древние.
В результате изучения возраста, состава, условий залегания и распространения горных пород составляются геологические карты, которые показывают выходы коренных пород на поверхность земли. Отложения четвертичного времени на геологических картах, как правило, не показывают; для них составляют специальные карты четвертичных (покровных) отложений. Делают это по той причине, что породы то до четвертичного времени в подавляющем большинстве случаев имеют морское происхождение и отличаются хорошо выявляемой закономерностью строения пластов, как в плане, так и по глубине. Породы же четвертичного возраста, наоборот, в большинстве случаев имеют континентальное происхождение (образованы в пределах суши). Эти породы отличаются крайне непостоянным составом, а границы их распространения обычно определяются существующим рельефом местности.