• Временная шкала истории человечества. Международная стратиграфическая (геохронологическая) шкала

    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

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

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

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

    Геохронологическая шкала - см. в ст. Геохронология … Большая советская энциклопедия

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

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

    ШКАЛА ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКАЯ (ГЕОИСТОРИЧЕСКАЯ) - шкала относительного геол. времени, показывающая последовательность и соподчиненность основных этапов геол. истории Земли и развития жизни на ней. Является результатом анализа и синтеза всех данных стратиграфической шкалы и соответственно… … Геологическая энциклопедия

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

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

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

    Книги

    • Земля --- беспокойная планета: Атмосфера, гидросфера, литосфера: Книга для школьников... и не только , Тарасов Л.В.. Настоящая учебно-популярная книга открывает любознательному читателю мир природных сфер Земли - атмосферы, гидросферы, литосферы. В книге в интересной и доходчивой форме описывается… Купить за 735 грн (только Украина)
    • Визуальная энциклопедия. Всё о планете Земля и её обитателях , . Подробное описание истории Земли от Большого взрыва до наших дней. Сотни цветных иллюстраций. Новейшие данные, пояснительные схемы и чертежи. Геохронологическая шкала времени. Широкий обзор…
    Акрон
    (акротема)
    Эон
    (эонотема)
    Эра
    (эратема)
    Период
    (система)
    Эпоха
    (отдел)
    Завершение,
    лет назад
    Тектонические
    циклы
    Основные
    события
    Fz
    Фанерозой
    Kz
    Кайнозой
    Четвертичный Голоцен Продолжается
    в наши дни
    Альпийский цикл
    На Земле существует всего 2 пояса.
    Исчезает океан Тетис. С конца неогена начинается покровное оледенение в Антарктиде. Тт.о. неоген - крупнейший геократический период Земли. Площадь континентов была больше современной. Все шельфовые зоны были частью континентов.
    Вымирание многих крупных млекопитающих.
    Плейстоцен 11 400 Появление современного человека.
    Неогеновый Плиоцен 1,81 млн.
    Миоцен 5,33 млн.
    Палеогеновый Олигоцен 23,0 млн. Появление первых человекообразных обезьян.
    Эоцен 37,2 млн. Появление первых «современных» млекопитающих.
    Палеоцен 55,8 млн.
    Mz
    Мезозой
    Меловой 66,5 млн. Тихоокеанский цикл
    На Земле существует 1 континент, 2 океана и 3 пояса.
    Господство суши на Земле, Климат жаркий сухой.
    Раскол Гондваны полностью.
    Первые плацентарные млекопитающие.Вымирание динозавров.
    Юрский 146 млн. Появление сумчатых млекопитающих и первых птиц.Расцвет динозавров.
    Триасовый 200 млн. Первые динозавры и яйцекладущие млекопитающие.
    Pz
    Палеозой
    Пермский 251 млн. Герцингский цикл
    В карбоне новый суперконтинент Ангарида, в это время уже существовали Эрия и Гондвана.
    Эрия + Ангарида = Лавразия
    Лавразия + Гондвана = Пангея
    Но сразу же начинается раскол (в конце Перми).
    В конце Перми первое великое вымирание организмов.
    Вымерло около 95% всех существовавших видов.
    Каменноугольный 299 млн. Появление деревьев и пресмыкающихся.
    Девонский 359 млн. Появление земноводных и споровых растений.
    S
    Силурийский
    416 млн. Каледонский цикл
    На этом этапе на Земле существовало 6 древних платформ. Крупнейшая трансгрессия с max в ордовике, Гондвана остается сушей.
    В начале силура - оледенение. В конце каледонского этапа образовался суперконтинент Эрия.
    Выход жизни на сушу: скорпионы и позже первые растения. Появление рыб.
    O
    Ордовикский
    443 млн. Заселяется пелагиаль головоногими
    E
    Кембрийский
    488 млн. Появление большого количества новых групп организмов.
    PR
    Протерозой
    Рифей
    (Неопротерозой)
    Эдиакарий (устар. Венд)
    542 млн. Байкальский цикл
    Закладывается 5 геосинклинальных поясов. Образуется Тихий океан (800 млн лет назад) В конце рифея соединяются все континенты южного полушария - Гондвана. Климат повсеместно теплый, в конце рифея оледенение. Атмосфера насыщается кислородом (1% от совр. уровня)
    Первые многоклеточные животные.
    Криогений 600 млн.
    Тоний 850 млн.
    Поздний
    (Мезопротерозой)
    Стений 1,0 млрд.
    Эктазий 1,2 млрд.
    Калимий 1,4 млрд.
    Ранний
    (Палеопротерозой)
    Статерий 1,6 млрд. Карельский цикл
    Переворотный этап. В конце него огромные участки ЗК становятся жесткими и стабильными. Образуются настоящие платформы.
    Орозирий 1,8 млрд.
    Риасий 2,05 млрд.
    Сидерий 2,3 млрд.
    AR
    Архей
    Поздний Неоархей 2,5 млрд. Беломорский цикл
    Формирование настоящей континентальной ЗК.
    Мезоархей 2,8 млрд.
    Ранний Палеоархей 3,2 млрд. Соамский цикл
    На Земле образуется гидросфера, которая представлена мелководными океанами, в виде островов существуют ядра протоконтинентальной коры.
    Эоархей 3,6 млрд. Появление примитивных одноклеточных организмов.
    3,8 млрд. Раннегеологический этап
    Происходит образование Земли в результате вращения. Начинается дифференциация вещества. Формируется базальтовая кора, но она является фантомной.
    Формирование Земли 4,57 млрд. лет назад


    Геохронологическая таблица

    Это перечень временных подразделений или интервалов, в порядке их иерархии.

    Хронометрическая шкала

    Это шкала изотопного возраста, основана на радиоактивном распаде элементов, с момента их образования, до наших дней.
    Акрон - временной промежуток, продолжительностью 2 млрд. лет.
    Эон - промежуток длиной 1 млрд. лет.
    Эра - сотни миллионов лет.
    Период - десятки млн. лет
    Эпоха - десятки млн. лет.

    Стратиграфическая шкала

    Это шкала горных пород. Представляет собой полный идеальный разрез Земной коры

    См. также: Эволюция географической оболочки земли , Геохронологическая шкала (оригинал статьи).

    Эонотема

    (эон)

    Эратема

    (эра)

    Система (период)

    Отдел (эпоха)

    Начало

    млн. лет

    Основные события

    ФАНЕРОЗОЙСКАЯ

    КАЙНОЗОЙСКАЯ, KZ

    Четвертичная Q

    Конец Ледникового Периода. Возникновение цивилизаций

    Плейстоцен

    Вымирание многих крупных млекопитающих. Появление современного человека

    Неогеновая N

    Плиоцен N 2

    Миоцен N 1

    Палеогеновая

    Олигоцен

    Появление первых человекообразных обезьян

    Появление первых «современных» млекопитающих

    Палеоцен

    МЕЗОЗОЙСКАЯ, MZ

    Меловая К

    Верхний К 2

    Первые плацентарные млекопитающие. Вымирание динозавров

    Нижний К,

    Верхний J 3

    Появление сумчатых млекопитающих и первых птиц. Расцвет динозавров.

    Средний J 2

    Нижний J 1

    Триасовая Т

    Верхний Т 3

    Первые динозавры и яйцекладущие млекопитающие.

    Средний Т 2

    Нижний Т 1

    ПАЛЕОЗОЙСКАЯ, PZ

    Пермская Р

    Верхний Р 2

    Вымерло около 95 % всех существовавших видов (Массовое пермское вымирание). Закончилось формирование Гондваны, столкнулись два континента, в результате которого образовались Пангея и Аппалачские горы. Океан Панталасса

    Нижний Р 1

    Каменноугольная С

    Верхний С 3

    Появление деревьев и пресмыкающихся.

    Средний С 2

    Нижний С 1

    Девонская D

    Верхний D 3

    Появление земноводных и споровых растений. Начало формирования уральских гор

    Средний D 2

    Нижний D 1

    Силурийская S

    Верхний S 2

    Ордовикско-силурийское вымирание. Выход жизни на сушу: скорпионы; появление челюстноротых

    Нижний S 1

    Ордовикская О

    Верхний O 3

    Ракоскорпионы, первые сосудистые растения.

    Средний O 2

    Нижний О 1

    Кембрийская є

    Верхний є 3

    Появление большого количества новых групп организмов («Кембрийский взрыв»).

    Средний є 2

    Нижний є 1

    ВЕРХНИЙ ПРОТЕРОЗОЙ, PR 2

    Вендская

    Верхний V 2

    Нижний V 1

    Верхний, R 3

    Средний, R 2

    Нижний, R 1

    ВЕРХНИЙ ПРОТЕРОЗОЙ, PR 1

    Верхняя часть, PR 2

    Нижняя часть, PR 1

    Верхний, AR 2

    Нижний, AR 1

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

    Верхняя диаграмма охватывает всю историю Земли;

      Вторая - фанерозой, время массового появления разнообразных форм жизни;

      Третья - кайнозой, период времени после вымирания динозавров;

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

    Миллионы лет

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

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

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

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

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

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

    Изотопные методы определения возраста минералов и горных пород

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

    Вопрос №3. Геодинамические процессы. Геологические нарушения

    Тектоника литосферных плит – современная геологическая теория

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

    Оболочное строение Земли

    Современные сейсмичность, вулканизм и границы плит

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

    Дивергентные границы

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

    Надвигание океанской плиты на континентальную – обдукция

    Конвергентные границы (столкновение и взаимодействие континентальных плит)

    Трансформные границы

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

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

    Кинематика литосферных плит

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

    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.