›

Древние эры. Геологическое время, эры и периоды в истории планеты земля

Геологическое время и методы его определения

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

Замечание 1

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

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

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

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

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

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

Замечание 3

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

Геохронологическая таблица

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

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

Название эонотем и групп имеют греческое происхождение:

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

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

Эры и периоды

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

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

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

Палеозойская эра . В этой эре выделяется шесть периодов:

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

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

Мезозойская эра . Эра делится на три периода:

  • Триас;

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

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

Эру разделили на три периода:

  • Палеоген;
  • Неоген;
  • Четвертичный.

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

Современный человек проживает в четвертичном периоде кайнозойской эры.

История нашей планеты еще хранит в себе немало загадок. Ученые разных областей естествознания вложили свою лепту в изучение развития жизни на Земле.

Считается, что возраст нашей планеты составляет около 4,54 миллиарда лет. Весь этот временной промежуток принято делить на два основных этапа: фанерозой и докембрий. Эти этапы называются эонами или эонотемой. Эоны в свою очередь делятся на несколько периодов, каждый из которых отличается совокупностью изменений, происходивших в геологическом, биологическом, атмосферном состоянии планеты.

  1. Докембрий, или криптозой — это эон (временной промежуток развития Земли), охватывающий около 3,8 миллиардов лет. То есть, докембрий — это развитие планеты от момента образования, формирования земной коры, протоокеана и возникновения жизни на Земле. К концу докембрия на планете уже были широко распространены высокоорганизованные организмы с развитым скелетом.

Эон включает в себя еще две эонотемы — катархей и архей. Последний, в свою очередь, включает в себя 4 эры.

1. Катархей — это время образования Земли, но не было еще ни ядра, ни земной коры. Планета была еще холодным космическим телом. Ученые предполагают, что в этот период на Земле уже была вода. Катархей длился около 600 млн. лет.

2. Архей охватывает период в 1,5 млрд лет. В этот период на Земле еще не было кислорода, происходило формирование залежей серы, железа, графита, никеля. Гидросфера и атмосфера представляли собой единую парогазовую оболочку, которая плотным облаком окутывала земной шар. Солнечные лучи сквозь эту завесу практически не проникали, поэтому на планете царил мрак.2.1 2.1. Эоархей — это первая геологическая эра, которая длилась около 400 млн.лет. Важнейшее событие эоархея — формирование гидросферы. Но воды было еще мало, водоемы существовали отдельно друг от друга и пока не сливались в мировой океан. В это же время земная кора становится твердой, хотя астероиды еще бомбят Землю. На исходе эоархея образуется первый в истории планеты суперконтинент — Ваальбара.

2.2 Палеоархей — следующая эра, которая также длилась приблизительно 400 млн.лет. В этот период формируется ядро Земли, возрастает напряженность магнитного поля. Сутки на планете длились всего 15 часов. Зато повышается содержание кислорода в атмосфере за счет деятельности появившихся бактерий. Остатки этих первых форм палеоархейской эры жизни были найдены в Западной Австралии.

2.3 Мезоархей также длился около 400 млн.лет. В мезоархейскую эру нашу планету покрывал неглубокий океан. Участки суши представляли собой небольшие вулканические острова. Но уже в этот период начинается формирование литосферы и запускается механизм тектоники плит. В конце мезоархея наблюдается первый ледниковый период, во время которого на Земле впервые образуются снег и лед. Биологические виды по-прежнему пока представлены бактериями и микробными формами жизни.

2.4 Неоархей — завершающая эра архейского эона, длительность которой составляет около 300 млн. лет. Колонии бактерий в это время формирует первые на Земле строматолиты (известняковые отложения). Важнейшее событие неоархея - образование кислородного фотосинтеза.

II. Протерозой — один из длиннейших временных отрезков истории Земли, который принято делить на три эры. Во время протерозоя впервые появляется озоновый слой, мировой океан достигает практически современного объема. А после длительнейшего гуронского оледенения на Земле появляются первые многоклеточные формы жизни - грибы и губки. Протерозой принято делить на три эры, каждая их которых содержала по несколько периодов.

3.1 Палео-протерозой — первая эра протерозоя, которая началась 2,5 млрд. лет назад. В это время полностью формируется литосфера. А вот прежние формы жизни вследствие увеличения содержания кислорода практически вымерли. Этот период получил название кислородной катастрофы. К концу эры на Земле появляются первые эукариоты.

3.2 Мезо-протерозой длился приблизительно 600 млн.лет. Важнейшие события этой эры: формирование континентальных масс, образование суперконтинента Родиния и эволюция полового размножения.

3.3 Нео-протерозой . Во время этой эры Родиния распадается примерно на 8 частей, суперокеан Мировия прекращает свое существование, а на исходе эры Земля практически до экватора покрывается льдами. В неопротерозойскую эру живые организмы впервые начинают приобретать твердую оболочку, что в дальнейшем послужит основой скелета.


III. Палеозой — первая эра фанерозойского эона, начавшаяся приблизительно 541 млн. лет назад и длившаяся около 289 млн. лет. Это эпоха появления древней жизни. Суперконтинент Гондвана объединяет южные материки, чуть позже к нему присоединяются остальные части суши и появляется Пангея. Начинают формироваться климатические пояса, а флора и фауна представлена, в основном, морскими видами. Только к концу палеозоя начинается освоение суши, и появляются первые позвоночные.

Палеозойскую эру условно делят на 6 периодов.

1. Кембрийский период длился 56 млн. лет. В этот период формируются основные горные породы, у живых организмов появляется минеральный скелет. А важнейшим событием кембрия является возникновение первых членистоногих.

2. Ордовикский период — второй период палеозоя, длившийся 42 млн. лет. Это эпоха образования осадочных пород, фосфоритов и горючих сланцев. Органический мир ордовика представлен морскими беспозвоночными и сине-зелеными водорослями.

3. Силурийский период охватывает следующие 24 млн. лет. В это время вымирают практически 60% живых организмов, существовавших прежде. Зато появляются первые в истории планеты хрящекостные и костные рыбы. На суше силур знаменуется возникновением сосудистых растений. Суперконтинеты сближаются и образуют Лавразию. К концу периода отмечено таяние льдов, уровень моря повысился, а климат стал мягче.


4. Девонский период отличается бурным развитием разнообразных форм жизни и освоением новых экологических ниш. Девон охватывает временной промежуток в 60 млн. лет. Появляются первые наземные позвоночные, пауки, насекомые. У животных суши формируются легкие. Хотя, по-прежнему, преобладают рыбы. Царство флоры этого периода представлено пропапоротниками, хвощевидными, плаунами и госеменными.

5. Каменноугольный период часто называют карбоном. В это время Лавразия сталкивается с Гондваной и появляется новый суперконтинент Пангея. Образовывается и новый океан — Тетис. Это время появления первых земноводных и рептилий.


6. Пермский период — последний период палеозоя, завершившийся 252 млн. лет назад. Предполагают, что в это время на Землю упал крупный астероид, что привело к значительному изменению климата и вымиранию практически 90% всех живых организмов. Большая часть суши покрывается песками, появляются самые обширные пустыни, которые только существовали за всю историю развития Земли.


IV. Мезозой — вторая эра фанерозойского эона, продолжавшаяся почти 186 млн.лет. В это время материки приобретают практически современные очертания. А теплый климат способствует бурному развитию жизни на Земле. Исчезают гигантские папоротники, а им на смену появляются покрытосеменные растения. Мезозой - это эпоха динозавров и появления первых млекопитающих.

В мезозойской эре выделяют три периода: триас, юра и мел.

1. Триасовый период длился чуть более 50 млн. лет. В это время Пангея начинает раскалываться, а внутренние моря постепенно мельчают и высыхают. Климат - мягкий, зоны выражены не ярко. Почти половина растений суши исчезает, так как распространяются пустыни. А в царстве фауны появляются первые теплокровные и сухопутные рептилии, ставшие предками динозавров и птиц.


2. Юрский период охватывает промежуток в 56 млн. лет. На Земле царил влажный и теплый климат. Суша покрывается зарослями папоротников, сосен, пальм, кипарисов. На планете царят динозавры, а многочисленные млекопитающие отличались пока маленьким ростом и густой шерстью.


3. Меловой период — наиболее продолжительный период мезозоя, длившийся почти 79 млн. лет. Практически заканчивается раскол континентов, Атлантический океан значительно увеличивается в объеме, на полюсах формируются ледяные покровы. Увеличение водной массы океанов приводит к образованию парникового эффекта. В конце мелового периода происходит катастрофа, причины которой до сих пор не ясны. В результате вымерли все динозавры и большинство видов рептилий и голосеменных растений.


V. Кайнозой — это эра животных и человека разумного, начавшаяся 66 млн. лет назад. Континенты в это время приобрели свое современное очертание, Антарктида заняла южный полюс Земли, а океаны продолжали увеличиваться. Уцелевшие после катастрофы мелового периода растения и животные оказались в совершенно новом мире. На каждом континенте начали формироваться уникальные сообщества форм жизни.

Кайнозойскую эру делят на три периода: палеоген, неоген и четвертичный.


1. Палеогеновый период закончился приблизительно 23 млн. лет назад. В это время на Земле царил тропический климат, Европа скрывалась под вечнозелеными тропическими лесами, лишь на севере континентов росли листопадные деревья. Именно в период палеогена происходит бурное развитие млекопитающих.


2. Неогеновый период охватывает следующие 20 млн. лет развития планеты. Появляются киты и рукокрылые. И, хотя по земле еще бродят саблезубые тигры и мастодонты, фауна все больше приобретает современные черты.


3. Четвертичный период начался более 2,5 млн. лет назад и продолжается до сих пор. Два важнейших события характеризуют этот временной отрезок: ледниковый период и появление человека. Ледниковая эпоха полностью завершила формирование климата, флоры и фауны континентов. А появление человека ознаменовало начало цивилизации.

Геологическая история Земли - последовательность событий в развитии Земли как планеты. Среди этих событий - образование горных пород, возникновение и разрушение форм рельефа, наступания и отступания моря, оледенения, появление и исчезновение видов живых существ. Изучается по слоям горных пород; делится на отрезки согласно геохронологической шкале.

Земля образовалась около 4,5 млрд лет назад путем аккреции из протопланетного диска - дискообразной массы газа и пыли, оставшихся от образования Солнца, которая и дала начало Солнечной системе. Изначально планета была раскалена благодаря остаточному теплу и частым ударам астероидов. Но в конце концов ее внешний слой остыл и превратился в земную кору. Немного позднее, в результате столкновения по касательной с небесным телом размера Марса и массой около 10 % земной, образовалась Луна. В результате большая часть вещества ударившегося объекта и часть вещества земной мантии были выброшены на околоземную орбиту. Из этих обломков собралась протолуна и начала обращаться по орбите с радиусом около 60 000 км. Земля в результате удара получила резкий прирост скорости вращения (один оборот за 5 часов) и заметный наклон оси вращения. Дегазация и вулканическая активность создала первую атмосферу на Земле. Конденсация водяного пара, а также лед из сталкивающихся с Землей комет, образовали океаны.

На протяжении сотен миллионов лет поверхность планеты постоянно изменялась, континенты формировались и распадались. Они мигрировали по поверхности, иногда объединяясь и формируя суперконтиненты. Примерно 750 млн лет назад суперконтинент Родиния, первый из известных, начал распадаться. Позднее, 600-540 миллионов лет назад, континенты сформировали Паннотию, а около 250 млн лет назад - Пангею, которая распалась около 180 млн лет назад.

Современная ледниковая эра началась около 40 млн лет назад. Холод усилился в конце плиоцена. Полярные регионы начали претерпевать повторяющиеся циклы оледенения и таяния с периодом 40-100 тыс. лет. Последняя ледниковая эпоха текущего ледникового периода закончилась около 10 000 лет назад.

Докембрий

Докембрий включает около 90 % геологического времени. Он продолжался от образования планеты (около 4,6 млрд лет назад) до начала кембрийского периода (541 млн лет назад). Включает три эона: катархей, архей и протерозой.

Катархейский эон

Катархей - геологический эон, предшествовавший архею, время, из которого осадочные породы неизвестны. После архейского эпизода расплавления верхней мантии и ее перегрева с возникновением в геосфере магматического океана вся первозданная поверхность Земли вместе с ее первичной и изначально плотной литосферой очень быстро погрузилась в расплавы верхней мантии. Этим объясняется отсутствие катархея в геологической летописи.

Катархей охватывает первые полмиллиарда лет существования нашей планеты. Его верхнюю границу проводят по 4,0 млрд лет назад.

В популярной литературе распространено представление о бурной вулканической и гидротермальной деятельности на поверхности Земли, которое не соответствует действительности.

В то время существовали только ландшафты неприветливой суровой и холодной пустыни с черным небом (вследствие очень разреженной атмосферы), слабо греющим Солнцем (его светимость была на 25-30 % ниже современной) и во много раз большим диском Луны (в то время она находилась на границе предела Роша, то есть на расстоянии около 17 тыс. км от Земли), на котором еще не существовало «морей».

Рельеф напоминал испещренную метеоритами поверхность Луны, однако был сглажен из-за сильных и практически непрерывных приливных землетрясений и сложен только монотонно темно-серым первичным веществом, покрытым сверху толстым слоем реголита. Никаких вулканов, извергающих на поверхность молодой Земли потоки лавы, фонтаны газов и паров воды в те времена не было, как и не существовало ни гидросферы, ни плотной атмосферы. Те же небольшие количества газов и паров воды, которые выделялись при падении планетезималей и осколков Протолуны, поглощались пористым реголитом.

Сутки в начале катархея длились 6 часов и приблизительно равнялись периоду обращения Луны, однако последний очень быстро возрастал.

Архейский эон

Архейский эон - один из четырех главных эонов в истории Земли. Продолжался от 4,0 до 2,5 млрд лет назад. В это время на Земле еще не было кислородной атмосферы, но появились первые анаэробные бактерии, которые сформировали многие ныне существующие залежи полезных ископаемых: серы, графита, железа и никеля.

Термин «архей» предложен в 1872 году американским геологом Дж. Дана.

Архей разделен на четыре эры (от наиболее поздней до наиболее ранней):

Неоархей

Мезоархей

Палеоархей

Эоархей

Эоархейская эра

Эоархей - геологическая эра, часть архея. Охватывает время от 4,0 до 3,6 миллиарда лет назад. Находится между катархейским эоном и палеоархейской эрой. Возможно, уже в конце этой эры появились прокариоты. Кроме того, к эоархею относятся древнейшие геологические породы - формация Исуа в Гренландии.

Палеоархейская эра

Палеоархей - геологическая эра, часть архея. Охватывает время от 3,6 до 3,2 миллиарда лет назад. Датировка чисто хронологическая, не основана на стратиграфии. К этой эре относится самая ранняя известная форма жизни (хорошо сохранившиеся остатки бактерий возраста более 3,46 млрд лет, Западная Австралия).

Мезоархейская эра

Мезоархей - геологическая эра, часть архея. Охватывает время от 3,2 до 2,8 миллиарда лет назад. Датировка чисто хронологическая, не основана на стратиграфии. Окаменелости, найденные в Австралии, показывают, что в мезоархее на Земле уже жили строматолиты.

Неоархейская эра

Неоархей - геологическая эра, часть архея. Охватывает время от 2,8 до 2,5 миллиарда лет назад. Период определен только хронометрически (без привлечения стратиграфических данных). Относится к Беломорскому циклу, в который происходило формирование настоящей континентальной земной коры. Кислородный фотосинтез впервые появился в этой эре, и стал причиной кислородной катастрофы, случившейся позже (в палеопротерозое) из-за ядовитого выброса кислорода в атмосферу.

Протерозойский эон

Протерозойский эон - геологический эон, который длился от 2500 до 542,0 ± 1,0 млн лет назад. Приходит на смену архею. Самый длительный эон в истории Земли.

Палеопротерозойская эра

Палеопротерозой - геологическая эра, часть протерозоя, продолжавшаяся от 2,5 до 1,6 миллиарда лет назад. В это время наступает первая стабилизация континентов. В это время также эволюционировали цианобактерии - тип бактерий, использующих биохимический процесс фотосинтеза для производства энергии и кислорода.

Важнейшее событие раннего палеопротерозоя - кислородная катастрофа: значительное повышение содержания кислорода в атмосфере. До этого почти все формы жизни были анаэробами, то есть их обмен веществ зависел от форм клеточного дыхания, которые не требовали кислорода. Кислород в больших количествах губителен для большинства анаэробных бактерий, поэтому в это время большая часть живых организмов на Земле исчезла. Оставшиеся формы жизни были либо невосприимчивы к воздействию кислорода, либо жили в среде, его лишенной.

Палеопротерозой разделен на четыре периода (от наиболее раннего до наиболее позднего):

Сидерий

Орозирий

Статерий

Сидерийский период

Сидерий - геологический период, часть палеопротерозоя. Охватывает время от 2,5 до 2,3 миллиарда лет назад. Датировка чисто хронологическая, не основана на стратиграфии.

На начало этого периода приходится пик проявления полосчатых железистых кварцитов. Железосодержащие породы формировались в условиях, когда анаэробные водоросли производили отработанный кислород, который, смешиваясь с железом, образовывал магнетит (Fe3O4, оксид железа). Этот процесс вычищал железо из океанов. В конечном итоге, когда океаны прекратили поглощать кислород, процесс привел к образованию насыщенной кислородом атмосферы, которую мы имеем на сегодняшний день.

Гуронское оледенение началось в сидерии 2,4 млрд лет назад и закончилось в конце риасия, 2,1 млрд лет назад.

Риасийский период

Риасий - это второй геологический период палеопротерозойской эры. Длился с 2300 по 2050 млн лет до н. э. Датировка чисто хронологическая, не основана на стратиграфии.

Образуется Бушвельдский комплекс и другие похожие интрузии.

В конце риасского периода (к 2100 млн лет до н. э.) завершается гуронское оледенение.

Появляются предпосылки появления ядра у организмов.

Орозирийский период

Орозирий - третий геологический период палеопротерозойской эры, продолжался 2050-1800 миллионов лет назад (хронометрическая датировка, не базирующаяся на стратиграфии).

Вторая половина периода отмечена интенсивным горообразованием практически на всех континентах. Вероятно, в течение орозирия атмосфера Земли стала окислительной (богатой кислородом), благодаря фотосинтезирующей деятельности цианобактерий.

В орозирии Земля испытала два крупнейших из известных астероидных ударов. В начале периода, 2023 млн лет назад, столкновение с крупным астероидом привело к образованию астроблемы Вредефорт. Ближе к концу периода новый удар привел к образованию медно-никелевого рудного бассейна в Садбери.

Статерийский период

Статерий - заключительный геологический период палеопротерозойской эры. Продолжался 1800-1600 миллионов лет назад (хронометрическая датировка, не базирующаяся на стратиграфии).

В течение статерия сформировались ядерные живые организмы.

Период характеризуется появлением новых платформ и окончательной кратонизацией складчатых поясов. Формируется суперконтинент Колумбия.

Мезопротерозойская эра

Мезопротерозой - геологическая эра, часть протерозоя. Продолжался от 1,6 до 1,0 млрд лет назад.

Мезопротерозой разделен на три периода:

Калимий

Эктазий

Калимийский период

Калимийский период - первый период мезопротерозойской эры. Продолжался 1600-1400 миллионов лет назад (хронометрическая датировка, не базирующаяся на стратиграфии).

Период характеризуется расширением существующих осадочных чехлов и появлением новых континентальных плит в результате отложения осадков на новых кратонах.

В ходе калимия около 1500 миллионов лет назад распался суперконтинент Колумбия.

Эктазийский период

Эктазийский период - второй геологический период мезопротерозойской эры, продолжавшийся 1400-1200 миллионов лет назад (хронометрическая датировка, не базирующаяся на стратиграфии).

Название период получил из-за продолжавшегося осадконакопления и расширения осадочных чехлов.

В породах с канадского острова Сомерсет возрастом 1200 миллионов лет были обнаружены ископаемые красные водоросли - древнейшие из известных многоклеточных.

Стенийский период - заключительный геологический период мезопротерозойской эры, продолжавшийся 1200-1000 миллионов лет назад (хронометрическая датировка, не базирующаяся на стратиграфии).

Название происходит от узких полиметаморфических поясов, сформировавшихся в этом периоде.

В стении сложился суперконтинент Родиния.

К этому периоду относятся наиболее ранние ископаемые останки эукариот, размножавшихся половым путем.

Неопротерозойская эра

Неопротерозой - геохронологическая эра (последняя эра протерозоя), начавшаяся 1000 млн лет назад и завершившаяся 542 млн лет назад.

В это время древний суперконтинент Родиния распался как минимум на 8 фрагментов, в связи с чем прекратил существование древний суперокеан Мировия. Во время криогения наступило самое масштабное оледенение Земли - льды достигали экватора (Земля-снежок).

К позднему неопротерозою (эдиакарий) относятся древнейшие ископаемые останки крупных живых организмов, так как именно в это время у живых организмов начинает вырабатываться некое подобие твердой оболочки или скелета. Большинство фауны неопротерозоя не может считаться предками современных животных, и установить их место на эволюционном древе весьма проблематично.

Неопротерозой разделен на три периода:

Криогений

Эдиакарий

Тонийский период

Тоний - первый геохронологический период неопротерозоя. Начался 1 млрд лет до н. э. и закончился 850 млн лет до н. э. В этот период начался распад суперконтинента Родиния.

Криогенийский период

Криогений - второй геохронологический период неопротерозоя. Начался 850 млн лет (чисто хронометрическая датировка) и закончился около 635 млн лет назад (стратиграфическая датировка). Согласно гипотезе «Земли-снежка», в это время произошло самое сильное, вплоть до экватора, оледенение Земли.

Эдиакарийский период

Эдиакарий - последний геологический период неопротерозоя, протерозоя и всего докембрия, непосредственно перед кембрием. Длился примерно с 635 по 541 млн лет до н. э. Название периода образовано от названия Эдиакарской возвышенностив Южной Австралии. Официально название утверждено Международным союзом геологической науки в марте 2004 и объявлено в мае того же года. До утверждения официального международного названия в русскоязычной литературе использовался термин «вендский период» или «венд». Этот термин употреблялся также в зарубежной литературе (англ. Vendian period).

Землю населяли мягкотелые существа - вендобионты - первые из известных и широко распространенных многоклеточных животных.

В отложениях этого периода остатков живых организмов намного меньше, чем в более новых породах, потому что еще не было организмов со скелетом. Но сохранилось довольно много отпечатков бесскелетных существ.

Фанерозойский эон

Фанерозойский эон - геологический эон, начавшийся около 541 млн лет назад и продолжающийся в наше время, время «явной» жизни. Этот эон начался с кембрийского периода, когда произошло резкое увеличение числа биологических видов и появились организмы, обладающие минеральными скелетами. Предшествующая часть геологической истории Земли называется криптозой, то есть время «скрытой» жизни, поскольку следов ее проявления находят очень мало.

Фанерозойский эон подразделяется на три геологических эры (от более древних к молодым):

Палеозой

Мезозой

Кайнозой

К фанерозою также иногда относят вендский период протерозоя

Наиболее значимые события:

. «кембрийский взрыв», который произошел около 540 миллионов лет назад.

Пять крупнейших вымираний в истории Земли.

Палеозойская эра

Палеозойская эра, палеозой - геологическая эра древней жизни планеты Земля. Самая древняя эра в фанерозойском эоне, следует за неопротерозойской эрой и сменяется мезозойской. Палеозой начался 541 миллиона лет назад и продолжался около 290 миллионов лет. Состоит из кембрийского, ордовикского, силурийского, девонского, каменноугольного и пермского периодов. Палеозойскую группу впервые выделил в 1837 году английский геолог Адам Седжвик. В начале эры южные материки были объединены в единый суперконтинент Гондвану, а к концу к нему присоединились другие континенты и образовался суперконтинент Пангея. Началась эра с кембрийского взрыва таксономического разнообразия живых организмов, а закончилась массовым пермским вымиранием.

Кембрийский период

Кембрий - первый период палеозоя, как и всего фанерозоя. Начался 541 млн лет назад, закончился 485 млн лет назад, продолжался примерно 56 млн лет. Кембрийская система впервые выделена в 1835 г. англ. исследователем А. Седжвиком и получила название от римского наименования Уэльса - Cambria. Он выделил 3 отдела кембрия. Международная комиссия по стратиграфии предложила с 2008 года ввести 4 отдел.

Ордовикский период

Ордовикский период (ордовик) - второй период палеозойской эры. Следует за кембрийским и сменяется силурийским периодом. Начался 485 млн лет назад и продолжался 42 млн лет.

Силурийский период

Силурийский период - третий геологический период палеозоя. Наступил после ордовика, сменился девоном. Начался 443 млн лет назад, длился 24 млн лет. Нижняя граница силура определяется по крупному вымиранию, в результате которого исчезло около 60 % видов морских организмов, так называемому ордовикско-силурийскому вымиранию. Во время Чарльза Лайеля (середина XIX в.) силур считался самым древним геологическим периодом.

Девонский период

Девон - четвертый геологический период палеозоя. Продолжался от 419 до 359 млн лет назад. Длительность - 60 млн лет. Этот период богат биотическими событиями. Жизнь бурно развивалась и осваивала новые экологические ниши.

Девоншир, или Девон - графство в юго-западной Англии, на территории которого распространены геологические породы этого периода. Хотя скальные основания, которые определяют начало девонского периода, довольно отчетливы, точная их датировка неоднозначна. Современная цифра для начала девона - 419,2 ± 3,2, а для конца - 358,9 ± 0,4 млн. лет назад.

Каменноугольный период

Каменноугольный период, сокращенно карбон (С) - геологический период в верхнем палеозое 358,9 ± 0,4 - 298,9 ± 0,15 млн лет назад. Назван из-за сильного углеобразования в это время.

Впервые появляются очертания величайшего суперконтинента в истории Земли - Пангеи. Пангея образовалась при столкновении Лавразии (Северная Америка и Европа) с древним южным суперконтинентом Гондваной. Незадолго до столкновения Гондвана повернулась по часовой стрелке, так что ее восточная часть (Индия, Австралия, Антарктида) переместилась к югу, а западная (Южная Америка и Африка) оказалась на севере. В результате поворота на востоке появился новый океан - Тетис, а на западе закрылся старый - океан Рея. В то же время океан между Балтикой и Сибирью становился все меньше; вскоре эти континенты тоже столкнулись.

Пермский период

Пермь - геологический период, последний период палеозоя. Начался 298,9 ± 0,15 млн лет назад, закончился 252,17 ± 0,06 млн лет назад, то есть длился 47 млн лет. Подстилается каменноугольной системой палеозоя и перекрывается триасовой системой мезозоя.

Мезозойская эра

Мезозой - участок времени в геологической истории Земли от 252 млн до 66 млн лет назад, вторая из трех эр фанерозоя. Впервые выделен в 1841 году британским геологом Джоном Филлипсом.

Мезозой - эра тектонической, климатической и эволюционной активности. Происходит формирование основных контуров современных материков и горообразование на периферии Тихого, Атлантического и Индийского океанов; разделение суши способствовало видообразованию и другим важным эволюционным событиям. Климат был теплым на протяжении всего временного периода, что также сыграло важную роль в эволюции и образовании новых видов животных. К концу эры основная часть видового разнообразия жизни приблизилась к современному ее состоянию.

Триасовый период

Триасовый период - геологический период, первый этап мезозоя; следует за пермским периодом, предшествует юрскому. Продолжался около 51 млн лет - от 252 до 201 млн лет назад. Введен Ф. Альберти в 1834 году, назван по наличию в континентальных триасовых отложениях Западной Европы трех слоев: пестрого песчаника, раковинного известняка и кейпера.

Юрский период

Юрский период - средний период мезозоя. Начался 201,3 ± 0,2 млн лет назад, длился примерно 56 млн лет.

Впервые отложения данного периода были описаны в Юре (горы в Швейцарии и Франции), отсюда и произошло название периода. Отложения того времени довольно разнообразны: известняки, обломочные породы, сланцы, магматические породы, глины, пески, конгломераты, сформировавшиеся в разнообразнейших условиях.

Меловой период

Меловой период, или мел, - последний геологический период мезозойской эры. Продолжался около 79 миллионов лет - от 145 до 66 млн лет назад.

Кайнозойская эра

Кайнозой (кайнозойская эра) - эра в геологической истории Земли протяженностью в 66 миллионов лет, начиная с великого вымирания видов в конце мелового периода по настоящее время. Кайнозой делится на палеоген, неоген и четвертичный период (антропоген). Первые два раньше называли третичным периодом.

Палеогеновый период

Палеоген, палеогеновый период - геологический период, первый период кайнозоя. Начался 66,0 млн лет назад, закончился 23,03 млн лет назад. Продолжался 43 млн лет.

Палеоген делят на три эпохи: палеоцен продолжительностью 10 млн лет, эоцен продолжительностью 22,1 млн лет и олигоцен продолжительность 10,9 млн лет, которые в свою очередь делят на несколько веков.

Палеоценовая эпоха

Палеоцен - первая геологическая эпоха палеогенового периода. Охватывает период от 66,0 до 56,0 миллионов лет назад. За ним следует эоцен.

Палеоцен разделяется на три века (яруса):

Датский ярус (66,0-61,6 млн лет);

Зеландский ярус (61,6-59,2 млн лет);

Танетский ярус (59,2-56,0 млн лет).

На границе палеоцена и эоцена произошел позднепалеоценовый термальный максимум.

Эоценовая эпоха

Эоцен - геологическая эпоха палеогенового периода, продолжавшаяся от 56,0 до 33,9 миллионов лет назад. Следует за палеоценом и сменяется олигоценом.

Название «эоцен» греческого происхождения, его предложил шотландский геолог Чарлз Лайель.

Основным событием эоцена было появление первых «современных» млекопитающих.

Эпоха эоцена характеризуется развитием тропической растительности. Отложения эпохи эоцена дали начало месторождениям нефти, газа, бурого угля.

В эту эпоху произошли значительные трансгрессии морей.

Олигоценовая эпоха

Олигоцен - последняя эпоха палеогенового периода, начавшаяся 33,9 миллионов лет назад и закончившаяся 23,03 миллионов лет назад. Олигоцен следует за эоценом и сменяется миоценом, открывшим неогеновый период.

На протяжении олигоцена произошло похолодание климата. Широкое развитие получили млекопитающие, включая ранних слонов и мезогиппусов, предков современной лошади. В эту эпоху вымирают более древние виды млекопитающих.

Неогеновый период

Неоген - геологический период, второй период кайнозоя. Начался 23,03 миллионов лет назад, закончился лишь 2,588 миллиона лет назад. Продолжался, таким образом, 20,4 млн лет.

Миоценовая эпоха

Миоцен - эпоха неогенового периода, начавшаяся 23,03 миллиона лет назад и закончившаяся 5,333 миллиона лет назад. Миоцен следует за олигоценом и сменяется плиоценом.

Автор термина - шотландский ученый Чарльз Лайель, предложивший разделить третичный период на четыре геологических эпохи (включая миоцен) в первом томе его книги «Основы геологии» (1830) (в изобретении термина ему также помогал его друг - В. Вьювелл (Rev. W. Whewell). Лайель объясняет свое название тем, что меньшая часть (18 %) окаменелостей (которые он тогда изучал) этой эпохи может быть соотнесена с современными (новыми) видами.

Плиоценовая эпоха

Плиоцен - эпоха неогенового периода, начавшаяся 5,333 миллиона лет назад и закончившаяся 2,588 миллионов лет назад. Плиоценовая эпоха сменила миоценовую и сменилась плейстоценовой.

Автор термина - шотландский ученый Чарльз Лайель, предложивший разделить третичный период на четыре геологических эпохи (включая древний и новый плиоцен) в первом томе его книги «Основы геологии» (1830) (в изобретении термина ему также помогал его друг - преподобный В. Вьювелл (Rev. W. Whewell). Лайель объясняет свое название тем, что основная часть окаменелостей (которые он тогда изучал) этой эпохи может быть соотнесена с современными (новыми) видами.

Подразделяется на следующие века (ярусы):

Пьяченцский (3,600-2,588 млн лет назад)

Занклский (5,333-3,600 млн лет назад)

Это самый короткий геологический период, но именно в нем сформировалось большинство современных форм рельефа и произошло множество существенных (с точки зрения человека) событий истории Земли, важнейшие из которых - ледниковая эпоха и появление человека. Продолжительность четвертичного периода так мала, что обычные методы относительного и изотопного определения возраста оказались недостаточно точны и чувствительны. На таком коротком интервале времени применяется прежде всего радиоуглеродный анализ и другие методы, основанные на распаде короткоживущих изотопов. Специфика четвертичного периода по сравнению с другими геологическими периодами вызвала к жизни особую ветвь геологии - четвертичную

Четвертичный период подразделяется на плейстоцен и голоцен.

Плейстоценовая эпоха

Плейстоцен- эпоха четвертичного периода, начавшаяся 2,588 миллиона лет назад и закончившаяся 11,7 тысяч лет назад.

Плейстоценовая эпоха сменила плиоценовую и сменилась голоценовой.

Автор термина - шотландский геолог и археолог Чарльз Лайель, предложивший разделить третичный период на четыре геологических эпохи (включая «древний» и «новый плиоцен») в первом томе его книги «Основы геологии» (1830). В 1839 году он предложил использовать термин «плейстоцен» для «нового плиоцена».

Евразия и Северная Америка в плейстоцене имели разнообразный животный мир, в который входили мамонты, шерстистые носороги, пещерные львы, бизоны, яки, гигантские олени, дикие лошади, верблюды, медведи (как существующие ныне, так и вымершие), гигантские гепарды, гиены, страусы, многочисленные антилопы. В позднем плейстоцене большая часть существовавшей мегафауны вымерла. В Австралии исчезли сумчатые львы и дипротодоны - самые крупные (размером с носорога)сумчатые, когда-либо существовавшие на Земле. Предполагается, что вымирание вызвали первобытные охотники в конце последнего ледникового периода, либо вымирание произошло в результате изменения климата или комбинации этих факторов.

В настоящее время в России и США ведутся работы по восстановлению плейстоценовой мегафауны.

Голоценовая эпоха

Голоцен - эпоха четвертичного периода, которая продолжается последние 11 700 лет вплоть до современности. Граница между голоценом и плейстоценом установлена на рубеже 11 700 ± 99 лет назад относительно 2000 года.

В феврале 2012 года Национальная академия наук США опубликовала доклад, подтверждающий падение метеорита в Мексике 13 тыс. лет назад, вызвавшее резкое окончание последнего ледникового максимума в позднем дриасе и массовое вымирание фауны.

Палеонтологи не выделяют отдельных этапов развития фауны в голоцене.

Перемещение континентов за последние 10 000 лет было незначительным - не более чем на километр. В то же время уровень моря поднялся примерно на 135 (+-20) метров от современного уровня мирового океана в результате таяния ледников. Кроме того, многие области были придавлены ледниками, и поднялись в позднем плейстоцене и голоцене примерно на 180 метров.

Поднятие уровня моря и временное придавливание земли привели к тому, что моря временно вторглись на территории, которые теперь далеки от них. Голоценовые морские ископаемые находят на территориях Вермонта, Квебека, Онтарио и Мичигана.

Возникновение Земли и ранние этапы ее становления

Одной из важных задач современного естествознания в области наук о Земле является восстановление истории ее развития . По современным космогоническим представлениям, Земля образовалась из рассеянного в протосолнечной системе газопылевого вещества. Один из наиболее вероятных вариантов возникновения Земли выглядит следующим образом. Вначале образовались Солнце и уплощенная вращающаяся околосолнечная туманность из межзвездного газопылевого облака под влиянием, например, взрыва близкой сверхновой звезды. Далее происходила эволюция Солнца и околосолнечной туманности с передачей электромагнитным или турбулентно-конвективным способом момента количества движения от Солнца планетам. В последующем «пыльная плазма» конденсировалась в кольца вокруг Солнца, а материал колец образовал так называемые планетезимали, которые конденсировались до планет. После этого подобный процесс повторился вокруг планет, что привело к образованию спутников. Считается, что этот процесс занял около 100 млн лет.

Предполагается, что далее в результате дифференциации вещества Земли под действием ее гравитационного поля и радиоактивного нагрева возникли и развились различные по химическому составу, агрегатному состоянию и физическим свойствам оболочки - геосферы Земли. Более тяжелый материал сформировал ядро, состоящее, вероятно, из железа с примесью никеля и серы. В мантии остались несколько более легкие элементы. Согласно одной из гипотез, мантия сложена простыми оксидами алюминия, железа, титана кремния и др. О составе земной коры уже говорилось достаточно подробно в § 8.2. Она сложена более легкими силикатами. Еще более легкие газы и влага сформировали первичную атмосферу.

Как уже говорилось, предполагается, что Земля родилась из скопления холодных твердых частиц, выпадавших из газопылевой туманности и слипавшихся под влиянием взаимного притяжения. По мере роста планеты она разогревалась вследствие соударения этих частиц, достигавших нескольких сот километров, подобно современным астероидам, и выделения теплоты не только известными нам теперь в коре естественно -радиоактивными элементами, но и более чем 10 вымершими с тех пор радиоактивными изотопами AI, Be, Cl и др. В результате могло происходить полное (в ядре) или частичное (в мантии) плавление вещества. В начальный период своего существования, примерно до 3,8 млрд лет, Земля и другие планеты земной группы, а также Луна подвергались усиленной бомбардировке мелкими и крупными метеоритами. Следствием этой бомбардировки и более раннего соударения планетезималей могло стать выделение летучих и начало образования вторичной атмосферы, так как первичная, состоявшая из газов, захваченных при образовании Земли, скорее всего быстро рассеялась в космическом пространстве. Несколько позже стала формироваться гидросфера. Сформировавшиеся таким образом атмосфера и гидросфера пополнялись в процессе дегазации мантии при вулканической деятельности.

Падение крупных метеоритов создавало обширные и глубокие кратеры, подобные наблюдаемым в настоящее время на Луне, Марсе, Меркурии, где следы их не стерты последующими изменениями. Кратерообразование могло провоцировать излияния магмы с образованием базальтовых полей, подобных покрывающим лунные «моря». Так, вероятно, образовалась первичная кора Земли, которая, однако, не сохранилась на современной ее поверхности, за исключением относительно небольших фрагментов в «более молодой» коре континентального типа.

Эта кора, содержащая в своем составе уже граниты и гнейсы, правда, с меньшим содержанием кремнезема и калия, чем в «нормальных» гранитах, появилась на рубеже около 3,8 млрд лет и известна нам по обнажениям в пределах кристаллических щитов практически всех континентов. Способ образования древнейшей континентальной коры пока во многом неясен. В составе этой коры, повсеместно метаморфизованной в условиях высоких температур и давлений, находят породы, текстурные особенности которых свидетельствуют о накоплении в водной среде, т.е. в эту отдаленную эпоху уже существовала гидросфера. Возникновение первой коры, подобной современной, требовало поступления из мантии больших количеств кремнезема, алюминия, щелочей, в то время как сейчас мантийный магматизм создает очень ограниченный объем обогащенных этими элементами пород. Считается, что 3,5 млрд лет назад на площади современных континентов была широко распространена серогнейсовая кора, названная так по преобладающему типу слагающих ее пород. В нашей стране она, например, известна на Кольском полуострове и в Сибири, в частности в бассейне р. Алдан.

Принципы периодизации геологической истории Земли

Дальнейшие события в геологическое время часто определяются, согласно относительной геохронологии, категориями «древнее», «моложе». Например, какая-то эра древнее некоторой другой. Отдельные отрезки геологической истории называются (в порядке уменьшения их продолжительности) зонами, эрами, периодами, эпохами, веками. Их выявление основано на том факте, что геологические события запечатлеваются в горных породах, а осадочные и вулканогенные породы располагаются в земной коре слоями. В 1669 г. Н. Стеной установил закон последовательности напластования, согласно которому нижележащие пласты осадочных пород древнее вышележащих, т.е. образовались ранее их. Благодаря этому появилась возможность определения относительной последовательности образования слоев, а значит, связанных с ними геологических событий.

Основным в относительной геохронологии является биостратиграфический, или палеонтологический, метод установления относительного возраста и последовательности залегания пород. Этот метод был предложен У. Смитом в начале XIX в., а затем развит Ж. Кювье и А. Броньяром. Дело в том, что в большинстве осадочных пород можно встретить остатки животных или растительных организмов. Ж.Б. Ламарк и Ч. Дарвин установили, что животные и растительные организмы в течение геологической истории постепенно совершенствовались в борьбе за существование, приспосабливаясь к изменяющимся условиям жизни. Некоторые животные и растительные организмы на определенных стадиях развития Земли вымирали, на смену им приходили другие, более совершенные. Таким образом, по остаткам ранее живших более примитивных предков, найденным в каком-нибудь пласте, можно судить об относительно более древнем возрасте данного пласта.

Еще один метод геохронологического расчленения пород, особенно важный для расчленения магматических образований океанического дна, основан на свойстве магнитной восприимчивости горных пород и минералов, образующихся в магнитном поле Земли. С изменением ориентировки породы относительно магнитного поля или самого поля часть «врожденной» намагниченности сохраняется, а смена полярности запечатлевается в изменении ориентировки остаточной намагниченности пород. В настоящее время установлена шкала смены таких эпох.

Абсолютная геохронология - учение об измерении геологического времени, выраженного в обычных абсолютных астрономических единицах (годах), - определяет время возникновения, завершения и длительность всех геологических событий, в первую очередь время образования или преобразования (метаморфизма) горных пород и минералов, так как по их возрасту определяется возраст геологических событий. Основным методом здесь является анализ соотношения радиоактивных веществ и продуктов их распада в горных породах, образовывавшихся в разные эпохи.

Древнейшие породы в настоящее время установлены в Западной Гренландии (3,8 млрд лет). Самый большой возраст (4,1 - 4,2 млрд лет) получен по цирконам из Западной Австралии, но циркон здесь залегает в переотложенном состоянии в мезозойских песчаниках. С учетом представлений об одновременности образования всех планет Солнечной системы и Луны и возраста самых древних метеоритов (4,5-4,6 млрд лет) и древних лунных пород (4,0-4,5 млрд лет) возраст Земли принимается равным 4,6 млрд лет.

В 1881 г. на II Международном геологическом конгрессе в Болонье (Италия) были утверждены основные подразделения совмещенных стратиграфической (для разделения слоистых осадочных пород) и геохронологической шкал. По этой шкале история Земли делилась на четыре эры в соответствии с этапами развития органического мира: 1) архейская, или археозойская - эра древнейшей жизни; 2) палеозойская - эра древней жизни; 3) мезозойская - эра средней жизни; 4) кайнозойская - эра новой жизни. В 1887 г. из состава архейской эры выделили протерозойскую - эру первичной жизни. Позднее шкала совершенствовалась. Один из вариантов современной геохронологической шкалы представлен в табл. 8.1. Архейская эра разделяется на две части: ранний (древнее 3500 млн лет) и поздний архей; протерозойская - также на две: ранний и поздний протерозой; в последнем выделяют рифейский (название произошло от древнего названия Уральских гор) и вендский периоды. Фанерозойский зон подразделяется на палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую эры и состоит из 12 периодов.

Таблица 8.1. Геохронологическая шкала

Возраст (начало),

Фанерозой

Кайнозойская

Четвертичный

Неогеновый

Палеогеновый

Мезозойская

Триасовый

Палеозойская

Пермский

Каменноугольный

Девонский

Силурийский

Ордовикский

Кембрийский

Криптозой

Протерозойская

Вендский

Рифейский

Карельский

Архейская

Катархейская

Основные этапы эволюции земной коры

Кратко рассмотрим основные этапы эволюции земной коры как косного субстрата, на котором развилось многообразие окружающей природы .

В apxee еще довольно тонкая и пластичная кора под влиянием растяжения испытала многочисленные разрывы сплошности, через которые к поверхности вновь устремилась базальтовая магма, заполнившая прогибы длиной сотни километров и шириной многие десятки километров, известные как зелено-каменные пояса (этим названием они обязаны преобладающему зеленосланцевому низкотемпературному метаморфизму базальтовых пород). Наряду с базальтами среди лав нижней, основной по мощности части разреза этих поясов встречаются высокомагнезиальные лавы, свидетельствующие об очень большой степени частичного плавления мантийного вещества, что говорит о высоком тепловом потоке, намного превышавшем современный. Развитие зеленокаменных поясов заключалось в смене типа вулканизма в направлении увеличения содержания в нем диоксида кремния (SiO 2), в деформациях сжатия и метаморфизме осадочно-вулканогенного выполнения и, наконец, в накоплении обломочных осадков, свидетельствующих об образовании гористого рельефа.

После смены нескольких поколений зеленокаменных поясов архейский этап эволюции земной коры завершился 3,0 -2,5 млрд лет назад массовым образованием нормальных гранитов с преобладанием К 2 О над Na 2 O. Гранитизация, а также региональный метаморфизм, местами достигший высшей ступени, привели к формированию зрелой континентальной коры на большей части площади современных материков. Однако и эта кора оказалась недостаточно устойчивой: в начале протерозойской эры она испытала дробление. В это время возникла планетарная сеть разломов и трещин, заполнявшихся дайками (пластинообразными геологическими телами). Одна из них - Великая дайка в Зимбабве - имеет длину более 500 км и ширину до 10 км. Кроме того, впервые проявилось рифтообразование, давшее начало зонам прогибания, мощного осадконакопления и вулканизма. Их эволюция привела к созданию в конце раннего протерозоя (2,0-1,7 млрд лет назад) складчатых систем, вновь спаявших обломки архейской континентальной коры, чему способствовала новая эпоха мощного гранитообразования.

В итоге к концу раннего протерозоя (к рубежу 1,7 млрд лет назад) зрелая континентальная кора существовала уже на 60- 80% площади ее современного распространения. Более того, некоторые ученые полагают, что на этом рубеже вся континентальная кора составляла единый массив - суперконтинент Мегагею (большая земля), которому на другой стороне земного шара противостоял океан - предшественник современного Тихого океана - Мегаталасса (большое море). Этот океан был менее глубоким, чем современные океаны, ибо рост объема гидросферы за счет дегазации мантии в процессе вулканической деятельности продолжается всю последующую историю Земли, хотя и более медленно. Не исключено, что прообраз Мегаталассы появился еще раньше, в конце архея.

В катархее и начале архея появились первые следы жизни - бактерии и водоросли, а в позднем архее распространились водорослевые известковые постройки - строматолиты. В позднем архее началось, а в раннем протерозое завершилось коренное изменение состава атмосферы: под влиянием жизнедеятельности растений в ней появился свободный кислород, тогда как катархейская и раннеархейская атмосфера состояла из водяного пара, СО 2 , СО, СН 4 , N, NH 3 и H 2 S с примесью НС1, HF и инертных газов.

В позднем протерозое (1,7-0,6 млрд лет назад) Мегагея стала постепенно раскалываться, и этот процесс резко усилился в конце протерозоя. Следами его являются протяженные континентальные рифтовые системы, погребенные в основании осадочного чехла древних платформ. Важнейшим его результатом было образование обширных межконтинентальных подвижных поясов - Северо-Атлантического, Средиземноморского, Урало-Охотского, разделивших континенты Северной Америки, Восточной Европы, Восточной Азии и наиболее крупный обломок Мегагеи - южный суперконтинент Гондвану. Центральные части этих поясов развивались на новообразованной в процессе рифтогенеза океанской коре, т.е. пояса представляли собой океанские бассейны. Их глубина постепенно увеличивалась по мере роста гидросферы. Одновременно подвижные пояса развивались по периферии Тихого океана, глубина которого также возрастала. Климатические условия становились более контрастными, о чем свидетельствует появление, особенно в конце протерозоя, ледниковых отложений (тиллитов, древних морен и водно-ледниковых осадков).

Палеозойский этап эволюции земной коры характеризовался интенсивным развитием подвижных поясов - межконтинентальных и окраинно-континентальных (последние на периферии Тихого океана). Эти пояса расчленялись на окраинные моря и островные дуги, их осадочно-вулканогенные толщи испытывали сложные складчато-надвиговые, а затем сбрососдвиговые деформации, в них внедрялись граниты и на этой основе формировались складчатые горные системы. Этот процесс протекал неравномерно. В нем различают ряд интенсивных тектонических эпох и гранитного магматизма: байкальскую - в самом конце протерозоя, салаирскую (от хребта Са-лаир в Средней Сибири) - в конце кембрия, таковскую (от Таковских гор на востоке США) - в конце ордовика, каледонскую (от древнеримского названия Шотландии) - в конце силура, акадскую (Акадия - старинное название северо-восточных штатов США) - в середине девона, судетскую - в конце раннего карбона, заальскую (от р. Заале в Германии) - в середине ранней перми. Первые три тектонические эпохи палеозоя нередко объединяют в каледонскую эру тектогенеза, последние три - в герцинскую, или варисскую. В каждую из перечисленных тектонических эпох определенные части подвижных поясов превращались в складчатые горные сооружения, а после разрушения (денудации) входили в состав фундамента молодых платформ. Но некоторые из них частично испытывали активизацию в последующие эпохи горообразования.

К концу палеозоя межконтинентальные подвижные пояса полностью замкнулись и заполнились складчатыми системами. В результате отмирания Северо-Атлантического пояса Североамериканский континент сомкнулся с Восточно-Европейским, а последний (после завершения развития Урало-Охотского пояса) - с Сибирским, Сибирский - с Китайско-Корейским. В итоге образовался суперконтинент Лавразия, а отмирание западной части Средиземноморского пояса привело к его объединению с южным суперконтинентом - Гондваной - в одну континентальную глыбу - Пангею. Восточная часть Средиземноморского пояса в конце палеозоя - начале мезозоя превратилась в огромный залив Тихого океана, по периферии которого также поднялись складчатые горные сооружения.

На фоне этих изменений структуры и рельефа Земли продолжалось развитие жизни. Первые животные появились еще в позднем протерозое, а на самой заре фанерозоя существовали почти все типы беспозвоночных, но они еще были лишены раковин или панцирей, которые известны с кембрия. В силуре (или уже в ордовике) начался выход растительности на сушу, а в конце девона существовали леса, получившие наибольшее распространение в каменноугольном периоде. Рыбы появились в силуре, земноводные - в карбоне.

Мезозойская и кайнозойская эры - последний крупный этап развития структуры земной коры, который отмечен становлением современных океанов и обособлением современных континентов. В начале этапа, в триасе, еще существовала Пангея, но уже в раннем юрском периоде она снова раскололась на Лавразию и Гондвану вследствие возникновения широтного океана Тетис, протянувшегося от Центральной Америки до Индокитая и Индонезии, а на западе и на востоке он смыкался с Тихим океаном (рис. 8.6); этот океан включал и Центральную Атлантику. Отсюда в конце юры процесс раздвига континентов распространился к северу, создав в течение мелового периода и раннего палеогена Северную Атлантику, а начиная с палеогена - Евразийский бассейн Северного Ледовитого океана (Амеразийский бассейн возник раньше как часть Тихого океана). В итоге Северная Америка отделилась от Евразии. В поздней юре началось формирование Индийского океана, и с начала мела стала раскрываться с юга Южная Атлантика. Это означало начало распада Гондваны, существовавшей как единое целое в течение всего палеозоя. В конце мела Северная Атлантика соединилась с Южной, отделив Африку от Южной Америки. Тогда же Австралия отделилась от Антарктиды, а в конце палеогена произошло отделение последней от Южной Америки.

Таким образом, к концу палеогена оформились все современные океаны, обособились все современные континенты и облик Земли приобрел вид, в основном близкий к нынешнему. Однако еще не было современных горных систем.

С позднего палеогена (40 млн лет назад) началось интенсивное горообразование, достигшее кульминации в последние 5 млн лет. Этот этап становления молодых складчато-покровных горных сооружений, образования возрожденных сводово-глыбовых гор выделяют как неотектонический. Фактически неотектонический этап является подэтапом мезозойско-кайнозойского этапа развития Земли, так как именно на этом этапе оформились основные черты современного рельефа Земли, начиная с распределения океанов и континентов.

На этом этапе завершилось формирование основных черт современной фауны и флоры. Мезозойская эра была эрой пресмыкающихся, млекопитающие стали преобладать в кайнозое, а в позднем плиоцене появился человек. В конце раннего мела появились покрытосемянные растения и суша приобрела травяной покров. В конце неогена и антропогене высокие широты обоих полушарий были охвачены мощным материковым оледенением, реликтами которого являются ледниковые шапки Антарктиды и Гренландии. Это было третье крупное оледенение в фанерозое: первое имело место в позднем ордовике, второе - в конце карбона - начале перми; оба они были распространены в пределах Гондваны.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

    Что такое сфероид, эллипсоид и геоид? Каковы параметры принятого в нашей стране эллипсоида? Зачем он нужен?

    Каково внутреннее строение Земли? На основании чего делается заключение о ее строении?

    Каковы основные физические параметры Земли и как они изменяются с глубиной?

    Каков химический и минералогический состав Земли? На основании чего делается заключение о химическом составе всей Земли и земной коры?

    Какие основные типы земной коры выделяют в настоящее время?

    Что такое гидросфера? Что такое круговорот воды в природе? Какие основные процессы происходят в гидросфере и ее элементах?

    Что такое атмосфера? Каково ее строение? Какие процессы происходят в ее пределах? Что такое погода и климат?

    Дайте определение эндогенных процессов. Какие эндогенные процессы вы знаете? Кратко их охарактеризуйте.

    В чем заключается сущность тектоники литосферных плит? Каковы ее основные положения?

10. Дайте определение экзогенных процессов. В чем основная сущность этих процессов? Какие эндогенные процессы вы знаете? Кратко их охарактеризуйте.

11. Как взаимодействуют эндогенные и экзогенные процессы? Каковы результаты взаимодействия этих процессов? В чем сущность теорий В. Дэвиса и В. Пенка?

    Каковы современные представления о возникновении Земли? Как происходило ее раннее становление как планеты?

    На основании чего производится периодизация геологической истории Земли?

14. Как развивалась земная кора в геологическом прошлом Земли? Каковы основные этапы развития земной коры?

ЛИТЕРАТУРА

    Аллисон А., Палмер Д. Геология. Наука о вечно меняющейся Земле. М., 1984.

    Будыко М.И. Климат в прошлом и будущем. Л., 1980.

    Вернадский В.И. Научная мысль как планетарное явление. М., 1991.

    Гаврилов В.П. Путешествие в прошлое Земли. М., 1987.

    Геологический словарь. Т. 1, 2. М., 1978.

    Городницкий A . M ., Зоненшайн Л.П., Мирлин Е.Г. Реконструкции положения материков в фанерозое. М., 1978.

7. Давыдов Л.К., Дмитриева A.A., Конкина Н.Г. Общая гидрология. Л., 1973.

    Динамическая геоморфология /Под ред. Г.С. Ананьева, Ю.Г. Симонова, А.И. Спиридонова. М., 1992.

    Дэвис В.М. Геоморфологические очерки. М., 1962.

10. Земля. Введение в общую геологию. М., 1974.

11. Климатология / Под ред. O.A. Дроздова, Н.В. Кобышевой. Л., 1989.

    Короновский Н.В., Якушева А.Ф. Основы геологии. М., 1991.

    Леонтьев O.K., Рычагов Г.И. Общая геоморфология. М., 1988.

    Львович М.И. Вода и жизнь. М., 1986.

    Маккавеев Н.И., Чалов P.C. Русловые процессы. М., 1986.

    Михайлов В.Н., Добровольский А.Д. Общая гидрология. М., 1991.

    Монин A.C. Введение в теорию климата. Л., 1982.

    Монин A.C. История Земли. М., 1977.

    Неклюкова Н.П., Душина И.В., Раковская Э.М. и др. География. М., 2001.

    Немков Г.И. и др. Историческая геология. М., 1974.

    Неспокойный ландшафт. М., 1981.

    Общая и полевая геология / Под ред. А.Н. Павлова. Л., 1991.

    Пенк В. Морфологический анализ. М., 1961.

    Перелъман А.И. Геохимия. М., 1989.

    Полтараус Б.В., Кислое A.B. Климатология. М., 1986.

26. Проблемы теоретической геоморфологии /Под ред. Л.Г. Никифорова, Ю.Г. Симонова. М., 1999.

    Сауков A.A. Геохимия. M., 1977.

    Сорохтин О.Г., Ушаков С.А. Глобальная эволюция Земли. М., 1991.

    Ушаков С.А., Ясаманов H.A. Дрейф материков и климат Земли. М., 1984.

    Хаин В.Е., Ломте М.Г. Геотектоника с основами геодинамики. М., 1995.

    Хаин В.Е., Рябухин А.Г. История и методология геологических наук. М., 1997.

    Хромов С.П., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. М., 1994.

    Щукин И.С. Общая геоморфология. T.I. M., 1960.

    Экологические функции литосферы / Под ред. В.Т. Трофимова. М., 2000.

    Якушева А.Ф., Хаин В.Е., Славин В.И. Общая геология. М., 1988.

Как названы периоды геологической истории земли в хронологическом порядке?

    Началось все с докембрийского периода, который делят на четыре части или эона.

    Первым был катархейский эон, который часто считают самостоятельным.

    Второй - архейский эон.

    Третий - протерозойский эон.

    Четвертый - фанерозойский эон.

    Протерозой поделили на три больших эры.

    • палеопротерозой
    • мезопротерозой
    • неопротерозой

    Фанерозойский эон не стал исключением и здесь три эры:

    • палеозой (7 периодов),
    • мезозой (3 периода) (именно с живностями из второго периода происходят действа в фильмах Парк Юрского периода),
    • кайнозой (2 периода) (Второй период, именуемый четвертичный - наше время (современная эпоха).

  • Геологическая история Земли делится на Эры, которые, в свою очередь делятся на Периоды, а те - на Эпохи.

    1. Катархейская эра (около 5 млрд. - 3,5 млрд. лет назад);

      Архейская эра, (3,5 млрд. 1,9 млрд. лет назад);

      Протерозойская эра (1,9 млрд. 570 млн. лет назад);

      Архей и Протерозой объединяют в Докембрий. Докембрий охватывает наибольшую часть геологического времени. В это время на фоне активной вулканической деятельности происходило образование земной коры, поэтому щиты всех континентов сформированы, в основном, докембрийскими породами. В докембрии практически не встречаются следы жизни.

      1. Палеозойская эра (570 млн. 225 млн. лет назад) с такими периодами:

      Кембрийский период (от латинского названия Уэльса) (570 млн. 480 млн. лет назад);

      В кембрии появляется неожиданно большое количество ископаемых, в основном трилобитов, живших в многочисленных мелководных морях. Кембрийский период считается началом Палеозойской эры.

      Ордовикский период (от британского племени ордовиков) (480 млн. 420 млн. лет назад);

      Характеризуется мягким морским климатом. Основными формами жизни были кораллы, губки и моллюски, а также рифообразующие водоросли. На суше происходило горообразование и накопление осадочных пород.

      Силурийский период (от британского племени силуров) (420 млн. 400 млн. лет назад);

      В этот период массово размножились первые позвоночные (бесчелюстные рыбообразные), впервые отмеченные ещ в ордовике, а также появились первые наземные растения.

      Девонский период (от графства Девоншир в Англии) (400 млн. 320 млн. лет назад);

      В раннем девоне достигло своего максимума горообразование. В дальнейшем отмечено скачкообразное развитие жизни, выражавшееся в большом количестве и видовом разнообразии рыбообразных, а также появлении на суше первых семенных растений и первых наземных животных амфибий.

      Карбоновый или Каменноугольный период (от обилия угля в пластах) (320 млн. 270 млн. лет назад);

      Период характеризуется продолжением горообразования, складкообразования, эрозии, а также образованием больших каменноугольные отложений в Северном полушарии в результате затопления заболоченных лесов и речных дельт. На континентах Южного полушария, напротив, наблюдалось оледенение. Широко распространились насекомые, появились первые рептилии.

      Пермский период (от российского г. Пермь) (270 млн. 225 млн. лет назад);

      Все дрейфующие континенты объединились в суперконтинент Пангею, почти на всей территории которой происходило опустынивание. Этому процессу соответствовали также изменения фауны и флоры: исчезли некоторые морские виды, широко распространились рептилии, многие насекомые приобрели современные формы, появились хвойные растения.

      1. Мезозойская эра (225 млн. 70 млн. лет назад) с такими периодами:

      Триасовый период (от трехчастного деления периода, предложенного в Германии) (225 млн. 185 млн. лет назад);

      В Мезозойе Пангея начала распадаться. На суше утвердилось господство хвойных. Отмечено разнообразие среди рептилий, появились первые динозавры и гигантские морские рептилии. Развились примитивные млекопитающие.

      Юрский период (от гор в Европе) (185 млн. 140 млн. лет назад);

      Это время образования Атлантического океана на фоне высокой вулканической активности, и период господства динозавров, как на суше, так и в воздухе. В это же время отмечено появление примитивных птиц и первых цветковых растений.

      Меловой период (от слова мел) (140 млн. 70 млн. лет назад);

      Происходили отложения мела (особенно в Британии) на фоне максимального увеличения площади морей. В конце периода господство динозавров закончилось. Они исчезли вместе с некоторыми другими видами животных и растений.

      1. Кайнозойская эра (70 млн. лет назад до нашего времени) с такими периодами и эпохами:

      Палеогеновый период (70 млн. 25 млн. лет назад);

      Палеоценовая эпоха (давнейшая часть новой эпохи) (70 млн. 54 млн. лет назад);

      Эоценовая эпоха (заря новой эпохи) (54 млн. 38 млн. лет назад);

      Олигоценовая эпоха (не очень новая) (38 млн. 25 млн. лет назад);

      Неогеновый период (25 млн. 1 млн. лет назад);

      Миоценовая эпоха (сравнительно новая) (25 млн. 8 млн. лет назад);

      Плиоценовая эпоха (очень новая) (8 млн. 1 млн. лет назад);

      Палеоценовый и Неогеновый периоды еще объединяют в Третичный период. С наступлением Кайнозойской эры (новой жизни) произошло значительное поднятие суши. Скачкообразно распространяются млекопитающие. При этом наблюдаются встречные биологические процессы: появлялись и развивались многие виды крупных млекопитающих, но многие виды при этом вымерли. Резко выросло количество цветковых растений. С похолоданием климата появились травянистые растения.

      Четвертичный период (1 млн. наше время);

      Плейстоценовая эпоха (наиболее новая) (1 млн. 20 тыс. лет назад);

      Голоценовая эпоха (совсем новая эпоха) (20 тыс. лет назад наше время).

      Это последний геологический период, включающий настоящее время. Четыре основных оледенения перемежались с потеплениями. Возросла численность млекопитающих, сумевших в наилучшей степени приспособиться к климатическим изменениям. Произошло становление человека наиболее биологически успешного вида в истории Земли.

      Это периодизация именно геологическая. Существуют и другие, основанные на динамике изменения форм жизни. Но, это уже совсем другой вопрос.