Геологическое летосчисление и геохронологическая таблица
Большое значение для географической науки имеет умение определять возраст Земли и земной коры, а также время значительных событий, произошедших в истории их развития.
История развития планеты Земля делится на два этапа: планетарный и геологический.
Планетарный этап охватывает период времени от зарождения Земли как планеты и до образования земной коры. Научная гипотеза об образовании Земли (как космического тела) появилась на основе общих взглядов на зарождение других планет, входящих в состав Солнечной системы. О том, что Земля - одна из 9-ти планет Солнечной системы, вы знаете из курса 6-го класса. Планета Земля образовалась 4,5-4,6 млрд лет назад. Этот этап закончился с появлением первичных литосферы, атмосферы и гидросферы (3,7-3,8 млрд лет назад).
С момента появления первых зачатков земной коры начался геологический этап, который продолжается и по настоящее время. В этот период образовались различные горные породы. Земная кора не раз подвергалась медленным поднятиям и опускания под влиянием внутренних сил. В период опускания территория затапливалась водой и на дне откладывались осадочные породы (пески, глины и др.), а в периоды поднятия моря отступали и на их месте возникала равнина, сложенная этими осадочными породами.
Таким образом, первоначальное строение земной коры стало изменяться. Этот процесс продолжался непрерывно. На дне морей и впадин материков накапливался осадочный слой горных пород, среди которых можно было встретить остатки растений и животных. Каждому геологическому периоду соответствуют их отдельные виды, потому что органический мир находится в постоянном развитии.
Определение возраста горных пород. Для того чтобы определить возраст Земли и представить историю ее геологического развития, используют методы относительного и абсолютного летосчисления (геохронологию).
Чтобы определить относительный возраст горных пород необходимо знать закономерности последовательного залегания слоев осадочных горных пород разного состава. Суть их состоит в следующем: если слои осадочных горных пород залегают в ненарушенном состоянии так, как они один за другим отлагались на дне морей, то это значит, что слой, лежащий внизу, отложился раньше, а слой, лежащий выше, образовался позднее, следовательно, он моложе.
Действительно, если не будет нижнего слоя, то ясно, что накрывающий его верхний слой не может образоваться, поэтому чем ниже расположен осадочный слой, тем больше его возраст. Самый верхний слой считается самым молодым.
В определении относительного возраста горных пород большое значение имеет изучение последовательного залегания осадочных пород разного состава и содержащихся в них окаменелых остатков животных и растительных организмов В результате кропотливой работы ученых по определению геологического возраста горных пород и времени развития растительных и животных организмов была составлена геохронологическая таблица. Она была утверждена на II Международном геологическом конгрессе в 1881 году в Болонье. В ее основе этапы развития жизни, выявленные палеонтологией. Эта таблица-шкала постоянно совершенствуется. Современное состояние таблицы приведено на с. 43.
Единицами шкалы являются эры, делящиеся на периоды которые подразделяются на эпохи. Пять самых крупных из этих подразделений - эры - носят названия, связанные с характером существовавшей тогда жизни. Например, архей - время более ранней жизни, протерозой - эра первичной жизни, палеозой - эра древней жизни, мезозой - эра средней жизни, кайнозой - эра новой жизни.
Эры подразделяются на менее длительные отрезки времени - периоды. Названия их различны. Одни из них происходят от названий горных пород, которые наиболее характерны для этого времени (например, карбоновый период в палеозое и молевый период в мезозое). Большинство периодов названо по тем местностям, в которых наиболее полно развиты отложения того или иного периода и где впервые эти отложения были охарактеризованы. Древнейший период палеозоя - кембрийский - получил название от Кем­брии - древнего государства на западе Англии. Названия следующих периодов палеозоя - ордовикский и силурский - происходят от названий древних племен ордовиков и силу­ров, населявших территорию нынешнего Уэльса.
Чтобы различать системы геохронологической таблицы, приняты условные знаки. Геологические эры обозначаются индексами (знаками) - начальными буквами их латинских названий (например, архей - AR), а индексы периодов - первой буквой их латинских названий (например, пермский - Р).
Определение абсолютного возраста горных пород началось в начале XX века, после открытия учеными закона распада радиоактивных элементов. В недрах Земли находятся радиоактивные элементы, например, уран. С течением времени он медленно, с постоянной скоростью, распадается на гелий и свинец. Гелий рассеивается, а свинец остается в породе. Зная скорость распада урана (из 100 г урана в течение 74 млн лет выделяется 1 г свинца), по количеству свинца, содержащегося в горной породе, можно подсчитать сколько лет назад она образовалась.
Использование радиометрических методов дало возможность определять возраст многих горных пород, слагающих земную кору. Благодаря этим исследованиям удалось установить геологический и планетарный возраст Земли. На основе относительного и абсолютного методов летосчисления и была составлена геохронологическая таблица.
1. На какие этапы делится геологическая история развития Земли?
2. Какой этап развития Земли является геологическим? 3.* Как определяют возраст горных пород?
4. Сравните по геохронологической таблице продолжительность геологических эр и периодов.

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

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.

Этапы развития Земли

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 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 и 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 эры 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. До этого господствовали архебактерии. Они при фотосинтезе кислород не вырабатывали. К тому же вначале кислород расходовался на окисление горных пород. В больших количествах он скапливался только в биоценозах или бактериальных матах.

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 калимия 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) и 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 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) и 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.

Cтатью написал Виталий Шипунов

— это совокупность всех форм земной поверхности. Они могут быть горизонтальными, наклонными, выпуклыми, вогнутыми, сложными.

Разница высот между самой высокой вершиной на суше, горой Джомолунгмой в Гималаях (8848 м), и Марианской впадиной в Тихом океане (11 022 м) составляет 19 870 м.

Как же формировался рельеф нашей планеты? В истории Земли выделяют два основных этапа ее формирования:

• планетарный (5,5-5,0 млн лет назад), который завершился формированием планеты, образованием ядра и мантии Земли;
• геологический , который начался 4,5 млн лет назад и продолжается до сих пор. Именно на этом этапе произошло образование земной коры.

Источником информации о развитии Земли в течение геологического этапа прежде всего являются осадочные горные породы, которые в подавляющем большинстве сформировались в водной среде и поэтому залегают слоями. Чем глубже от земной поверхности лежит слой, тем раньше он образовался и, следовательно, является более древним по отношению к любому слою, который расположен ближе к поверхности и является более молодым. На этом простом рассуждении основывается понятие относительного возраста горных пород , которое легло в основу построения геохронологической таблицы (табл. 1).

Самые длительные временные интервалы в геохронологии — зоны (от греч. aion - век, эпоха). Выделяют такие Зоны, как: криптозой (от греч. cryptos - скрытый и zoe — жизнь), охватывающий весь докембрий, в отложениях которого нет остатков скелетной фауны; фанерозой (от греч. phaneros - явный, zoe — жизнь) — от начала кембрия до нашего времени, с богатой органической жизнью, в том числе скелетной фауной. Зоны не равноценны по продолжительности, так, если криптозой длился 3-5 млрд лет, то фанерозой — 0,57 млрд лет.

Таблица 1. Геохронологическая таблица

Эра. буквенное обозначение, продолжительность	Основные этапы развития жизни	Периоды, буквенное обозначение, продолжительность	Главнейшие геологические события. Облик земной поверхности	Наиболее распространенные полезные ископаемые
Кайнозойская, KZ, около 70 млн лет	Господство покрытосеменных. Расцвет фауны млекопитающих. Существование природных зон, близких к современным, при неоднократных смещениях границ	Четвертичный, или антропогеновый, Q, 2 млн лет	Общее поднятие территории. Неоднократные оледенения. Появление человека	Торф. Россыпные месторождения золота, алмазов, драгоценных камней
		Неогеновый, N, 25 млн лет	Возникновение молодых гор в областях кайнозойской складчатости. Возрождение гор в областях всех древних складчатостей. Господство покрытосеменных (цветковых) растений	Бурые угли, нефть, янтарь
		Палеогеновый, Р, 41 млн лет	Разрушение мезозойских гор. Широкое распространение цветковых растений, развитие птиц и млекопитающих	Фосфориты, бурые угли, бокситы
Мезозойская, MZ, 165 млн лет		Меловой, К, 70 млн лет	Возникновение молодых гор в областях мезозойской складчатости. Вымирание гигантских пресмыкающихся (рептилий). Развитие птиц и млекопитающих	Нефть, горючие сланцы, мел, уголь, фосфориты
		Юрский, J, 50 млн лет	Образование современных океанов. Жаркий, влажный климат. Расцвет рептилий. Господство голосеменных растений. Появление примитивных птиц	Каменные угли, нефть, фосфориты
		Триасовый, T, 45 млн лет	Наибольшее за всю историю Земли отступание моря и поднятие материков. Разрушение домезозойских гор. Обширные пустыни. Первые млекопитающие	Каменные соли
Палеозойская, PZ, 330 млн лет	Расцвет папоротников и других споровых растений. Время рыб и земноводных	Пермский, Р, 45 млн лет	Возникновение молодых гор в областях герцинской складчатости. Сухой климат. Возникновение голосеменных растений	Каменные и калийные соли, гипс
		Каменноугольный (карбон), С, 65 млн лет	Широкое распространение заболоченных низменностей. Жаркий, влажный климат. Развитие лесов из древовидных папоротников, хвощей и плаунов. Первые рептилии. Расцвет земноводных	Обилие углей и нефти
		Девонский, D, 55 млн лег	Уменьшение плошали морей. Жаркий климат. Первые пустыни. Появление земноводных. Многочисленные рыбы	Соли, нефть
	Появление на Земле животных и растений	Силурийский, S, 35 млн лет	Возникновение молодых гор в областях каледонской складчатости. Первые наземные растения
		Ордовикский, О, 60 млн лет	Уменьшение площади морских бассейнов. Появление первых наземных беспозвоночных животных
		Кембрийский, Е, 70 млн лет	Возникновение молодых гор в областях байкальской складчатости. Затопление обширных пространств морями. Расцвет морских беспозвоночных животных	Каменная соль, гипс, фосфориты
Протерозойская, PR. около 2000 млн лет	Зарождение жизни в воде. Время бактерий и водорослей		Начало байкальской складчатости. Мощный вулканизм. Время бактерий и водорослей	Огромные запасы железных руд, слюда, графит
Архейская, AR. более 1000 млн лет			Древнейшие складчатости. Напряженная вулканическая деятельность. Время примитивных бактерий	Железные руды

Зоны делятся на эры. В криптозое различают архейскую (от греч. archaios — изначальный, древнейший, aion - век, эпоха) и протерозойскую (от греч. proteros - более ранний,zoe — жизнь) эры; в фанерозое - палеозойскую (от греч. древний и жизнь), мезозойскую (от греч. теsos - средний,zoe — жизнь) и кайнозойскую (от греч. kainos - новый,zoe — жизнь).

Эры разделены на менее длительные отрезки времени - периоды , установленные лишь для фанерозоя (см. табл. 1).

Основные этапы развития географической оболочки

Географическая оболочка прошла долгий и сложный путь развития. В се развитии выделяют три качественно различных этапа: добиогенный, биогенный, антропогенный.

Добиогенный этап (4 млрд — 570 млн лет) — самый длительный период. В это время происходил процесс увеличения мощности и усложнения состава земной коры. К концу архея (2,6 млрд лет назад) на обширных пространствах уже сформировалась континентальная кора мощностью около 30 км, а в раннем протерозое произошло обособление протоплатформ и протогеосинклиналей. В этот период гидросфера уже существовала, но объем воды в ней был меньше, чем сейчас. Из океанов (и то лишь к концу раннего протерозоя) оформился один. Вода в нем была соленой и уровень солености скорее всего был примерно таким, как сейчас. Но, по-видимому, в водах древнего океана преобладание натрия над калием было еще большим, чем сейчас, больше было и ионов магния, что связано с составом первичной земной коры, продукты выветривания которой сносились в океан.

Атмосфера Земли на этом этапе развития содержала очень мало кислорода, озоновый экран отсутствовал.

Жизнь, скорее всего, существовала с самого начала этого этапа. По косвенным данным, микроорганизмы обитали уже 3,8-3,9 млрд лет назад. Обнаруженные остатки простейших организмов имеют возраст 3,5- 3,6 млрд лет. Однако органическая жизнь с момента зарождения и до самого конца протерозоя не играла ведущей, определяющей роли в развитии географической оболочки. Кроме того, многими учеными отрицается присутствие органической жизни на суше на этом этапе.

Эволюция органической жизни в добиогенный этап протекала медленно, но тем не менее 650-570 млн лет назад жизнь в океанах была достаточно богатой.

Биогенный этап (570 млн — 40 тыс. лег) длился в течение палеозоя, мезозоя и почти всего кайнозоя, за исключением последних 40 тыс. лет.

Эволюция живых организмов на протяжении биогенного этапа не была плавной: эпохи сравнительно спокойной эволюции сменялись периодами быстрых и глубоких преобразований, во время которых вымирали одни формы флоры и фауны и получали широкое распространение другие.

Одновременно с появлением наземных живых организмов стали формироваться почвы в нашем современном представлении.

Антропогенный этап начался 40 тыс. лет назад и продолжается в наши дни. Хотя человек как биологический род появился 2-3 млн лег назад, его воздействие на природу длительное время оставалось крайне ограниченным. С появлением человека разумного это воздействие значительно усилилось. Произошло это 38-40 тыс. лет назад. Отсюда и берет отсчет антропогенный этап в развитии географической оболочки.

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХРОНОЛОГИЯ

Очень важной характеристикой горных пород является их возраст. Как было показано выше, от него зависят многие свойства горных пород, в том числе инженерно-геологические. Кроме того, на основе изучения, прежде всего, возраста горных пород историческаягеология воссоздает закономерности развития и образования земной коры. Важным разделом исторической геологии является геохронология– наука о последовательности геологических событий во времени, их продолжительности и соподчиненности, которые она устанавливает благодаря определению возраста горных пород на основе использования различных методов и геологических дисциплин. Выделяется относительныйиабсолютный возраст горных пород.

При оценке относительноговозраста различают более древние и молодые горные породы, выделяя время какого-либо события в истории Земли по отношению ко времени другого геологического события. Относительный возраст проще определять для осадочных пород при ненарушенном (близком к горизонтальному залеганию) их залегании, а также для переслаивающихся с ними вулканических и реже метаморфических пород.

Стратиграфический (стратум – слой) метод основан на изучении последовательности залегания и взаимоотношения слоев осадочных отложений, исходя из принципа суперпозиции: каждый вышележащий пласт моложе нижнего. Он при- меняется для толщ с ненарушенным горизонтальным залеганием слоев (рис. 22). Этот метод осторожно следует применить при складчатом залегании слоев, предварительно нужно определить их кровли и подошвы. Молодым является слой 3 , а слои 1 и 2 – более древние.

Литолого- петрографическийметод основан на изучении состава и строения пород в соседних разрезах скважин и выявлении одновозрастных пород – корреляцииразрезов. Осадочные, вулканические и метаморфические породы одинаковых фаций и возраста, например, глины или известняки, базальты или мрамор, будут обладать схожими текстурно-структурными особенностями и составом. Более древние породы, как правило, бывают более измененными и уплотненными, а молодые – слабо измененными и пористыми. Труднее использовать данный метод для маломощных континентальных отложений, литологический состав которых быстро меняется по простиранию.

Важнейшим методом определения относительного возраста является палеонтологический (биостратиграфический) метод, основанный на выделении слоев, содержащих различные комплексы ископаемых остатков вымерших организмов. В основе метода лежит принцип эволюции: жизнь на Земле развивается от простого к сложному и не повторяется в своем развитии. Наука, устанавливающая закономерность развития жизни на Земле путем изучения остатков ископаемых животных и растительных организмов – окаменелостей (фоссилий), содержащихся в толщах осадочных пород называется палеонтология. Время образования той или иной породы соответствует времени гибели организмов, останки которых оказались захороненными под слоями выше накопившихся осадков. Палеонтологический метод позволяет определять возраст осадочных пород по отношению друг к другу независимо от характера залегания слоев и сопоставлять возраст пород, залегающих на отдаленных друг от друга участках земной коры. Каждому отрезку геологического времени соответствует определенный состав жизненных форм или руководящих организмов (рис. 23–29). Руководящиеископаемыеорганизмы (формы) жили в течение непродолжительного отрезка геологического времени на обширных площадях, как правило, в водоемах, морях и океанах. Начиная со второй половины ХХ в. активно стали применять микропалеонтологическийметод, в том числе и спорово- пыльцевой, для изучения организмов невидимых на глаз. На основе палеонтологического метода составлены схемы эволюционного развития органического мира.

Таким образом, на основе перечисленных методов определения относительного возраста горных пород к концу XIX в. была составлена геохронологическая таблица, включающая в себя подразделения двух шкал: стратиграфические и со- ответствующие им геохронологические.

Стратиграфическоеподразделение (единица) – совокупность горных пород, составляющих определенное единство по комплексу признаков (особенностям вещественного состава, органических остатков и др.), который позволяет выделить ее в разрезе и проследить про площади. Каждое стратиграфическое подразделение отражает своеобразие естественного геологического этапа развития Земли (или отдельного участка), выражает определенный геологический возраст и сопоставим с геохронологическим подразделением.

Геохронологическая(геоисторическая) шкала – иерархическая система геохронологических (временных) подразделений, эквивалентных единицам общей стратиграфической шкалы. Их соотношение и подразделение показано в табл. 15.

выделена в Великобритании, пермская – в России и т.п. (табл.16).


Абсолютныйвозраст – продолжительность существования (жизни) породы, выраженная в годах – в промежутках времени, равных современному астрономическому году (в астрономических единицах). Он основан на измерении содержания в минералах радиоактивных изотопов: 238U, 232Th, 40К, 87Rb, 14C и др., продуктов их распада и знании экспериментально выявленной скорости распада. Последняя характеризуется периодомполураспада – временем, в течение которого распадается половина атомов данного нестабильного изотопа. Период полураспада сильно варьирует у различных изотопов (табл. 17) и определяет возможности его применения.

Методы определения абсолютного возраста получили свое название от продуктов радиоактивного распада, а именно: свинцовый (урано-свинцовый), аргоновый (калий-аргоновый), стронциевый (рубидиево-стронциевый) и др. Наиболее часто используется калий-аргоновый метод, поскольку изотоп 40К содержащийся во многих минералах (слюда, амфиболы, полевые шпаты, глинистые минералах), распадается с образованием 40Ar и имеет период полураспада 1,25 млрд. лет. Выполненные при помощи данного метода расчеты зачастую проверяются стронциевым методом. В перечисленных минералах калий изоморфно замещается 87Rb, который при распаде превращается в изотоп 87Sr. С помощью 14С устанавливают возраст самых молодых четвертичных пород. Зная, какое количество свинца образуется из 1 г урана в год, определяя их совместное содержание в данном минерале, можно найти абсолютный возраст минерала и той горной породы, в которой он находится.

Использование перечисленных методов усложняется тем, что горные породы за свою «жизнь» испытывают различные события: и магматизм, и метаморфизм, и выветривание, во время которых минералы «раскрываются», меняются и теряют частично содержащиеся в них изотопы и продукты распада. Поэтому используемый термин «абсолютный» возраст удобен для употребления, но не является абсолютно точным для возраста горных пород. Вернее использовать термин «изотопный» возраст. Производится систематическая корреляция между подразделениями относительной геохронологической таблицы и абсолютным возрастом горных пород, который до сих пор уточняется и приводится в таблицах.

Геологи, строители и другие специалисты могут получить сведения о возрасте горных пород при изучении геологических карт или соответствующих геологических отчетов. На картах возраст горных пород показывается буквой и цветом, которые приняты для соответствующего подразделения геохронологической таблицы. Сопоставляя показанный буквой и цветом относительный возраст конкретных пород и абсолютный возраст унифицированной геохронологической таблицы, можно предположить абсолютный возраст изучаемых пород. Инженеры- строители должны иметь представления о возрасте горных пород и его обозначении, а также использовать их при чтении геологической документации (карт и разрезов), составляемой при проектировании зданий и сооружений.

Особый интерес вызывает четвертичныйпериод (табл. 18). Отложения четвертичнойсистемы покрывают сплошным чехлом всю земную поверхность, их толщи содержат останки древнего человека и предметы его обихода. В этих тол- щах чередуются и сменяют друг друга по площади различные отложения (фации): элювиальные, аллювиальные, моренныеифлювиогляциальные, озерно- болотные. К аллювию приурочены месторождения россыпного золота и других ценных металлов. Многие породы четвертичной системы являются сырьем для производства строительных материалов. Большое место занимают отложения культурногослоя, появляющегося в результате деятельности человека. Они отличаются значительной рыхлостью и большой неоднородностью. Его наличие может осложнить строительство зданий и сооружений.