Геология хронологии Земли

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Относительная геохронология

2. Краткая история развития животного мира

3. Абсолютная геохронология

4. Изучение радиоактивности минералов как метод определения возраста горных пород

5. История тектонических событий Земли

6. Палеомагнитный метод в стратиграфии и палеогеографии

Заключение

Литература

Введение

Когда, каким образом и в каких масштабах происходили в прошлом те или иные события, нередко охватывающие всю планету, перемещения материков, рождение океанов, наступления (трансгрессии) и отступления (регрессии) моря, землетрясения, извержения вулканов? Как возникали, жили, расселялись, эволюционировали и вымирали организмы, которые сегодня находятся в окаменевшем состоянии в толщах горных пород? Все эти и многие другие вопросы, начиная с самых древнейших времён всегда волновали учёных.

Правильное представление об огромной длительности геологического времени укоренилось в научной литературе далеко не сразу. Продолжительное время не только господствовал религиозный догмат о божественном акте происхождения Земли, но и существовало представление о том, что наша планета очень молода. Безоговорочно принималось, что Земля и вся Вселенная возникли в течение нескольких дней около 6000 лет назад. Однако передовые мыслители и естествоиспытатели античности, а затем и учёные эпохи Возрождения стали высказывать мнения о большой длительности истории Земли, о многогранности и огромной масштабности происходивших на её поверхности и в недрах геологических процессов.

Развитие точных наук механики и астрономии, химии и физики дали возможность по-новому подойти к времени происхождения Земли и возрасту слагающих земную кору горных пород.

К вопросу о возрасте Земли и о геологическом времени учёные подходили с разных позиций - от вычисления скорости осадконакопления до продолжительности жизни отдельных особей, видов, родов, сообществ, семейств и отрядов животного и растительного царств.

В настоящее время на основании определений возраста образования минералов, слагающих горные породы (абсолютный или изотопный возраст), установлено, что самые древние горные породы на Земле возникли около 4 млрд лет назад, а образование планеты Земля произошло 4, 66 млрд лет назад.

Любые геологические исследования начинаются с определения состава отложений, последовательности их образования, взаимного расположения слоёв и напластований. Всё это необходимо для того, чтобы с максимальной достоверностью показать распространённость, реконструировать условия образования осадков и пластов, раскрыть геологическую историю развития региона и расшифровать характер событий, которые оказались запечатлёнными в толщах горных пород, а также определить, происходили ли все эти события в одно и то же время либо в разное.

1. Относительная геохронология

Изучение и детальное описание слоёв в их последовательности с соответствующим описанием содержащихся в них ископаемых остатков животных и растений и условий образования этих слоёв составляют задачу той ветви геологии, которая называется стратиграфией.

Относительный возраст горных пород достаточно просто устанавливается для одной точки и одного места в случае горизонтального залегания слоёв. Метод изучения слоёв, их взаимоотношений друг другом, последовательности событий во времени называется стратиграфическим методом. напластование отложение ископаемый

Исследованиями установлено, что многие горные породы совершенно различного возраста имеют один и тот же состав, с другой стороны, одновозрастные слои могут отличаться друг от друга (в одном месте глины, в другом известняки), что указывает на различия в условиях их образования.

Наиболее надёжным методом установления относительного возраста горных пород является палеонтологический метод.

В осадочных горных породах, слагающих верхнюю часть земной коры, часто находятся окаменелости или остатки различных организмов, живших в прошлые геологические периоды, отмерших, со временем окаменевших и захороненных в осадках. Лучше всего сохраняются твёрдые скелетные части организмов раковины, панцири, кости. Мягкие части тела животных обычно разрушаются без следа, а скелетные образования замещаются, частично или полностью, минеральными веществами, среди которых главная роль принадлежит кальциту и кремнезёму. Наилучшие условия для захоронения в осадке отмирающих организмов создаются в морских бассейнах, тогда как к континентальных отложениях встречаются в основном растительные остатки и лишь редкие скопления костей наземных животных.

Органический мир в ходе геологической истории претерпел значительные изменения: от совершенно примитивных организмов, остатки которых встречаются в наиболее древних слоях земной коры, до высокоорганизованных представителей животных и растений, соответствующих по времени новейшим отложениям. В каждом комплексе горных пород встречаются разнообразные органические остатки, принадлежащие к различным классам, семействам, родам и видам. Не все они имеют значение для установления относительного возраста горных пород. Некоторые виды животных прошли через миллионы лет геологической истории без существенных изменений, и остатки их встречаются в самых разнообразных по возрасту слоях горных пород. Другие же животные быстро эволюционировали. Одни роды и виды быстро сменялись другими при достаточно широком площадном их развитии. Главное значение в установлении относительного возраста горных пород имеют именно эти организмы, называемые руководящими ископаемыми. Последние должны отличаться следующими обязательными признаками: 1) ограниченное вертикальное распространение, что связано с большой изменчивостью и недолговечностью видов; 2) широкое горизонтальное распространение.

Практически существенно также, чтобы руководящие ископаемые характеризовались обилием особей и хорошей сохранностью. На основании данных об органических остатках, о составе и соотношении отдельных слоёв горных пород в многочисленных разрезах земной коры можно составить единую стратиграфическую шкалу, в которой все отложения показаны в определённой последовательности. В соответствии с этим разработана геохронологическая шкала, показывающая отрезки времени, на которые делится история Земли. Отложения, слагающие поверхностную, известную нам часть земной коры, в этой шкале подразделяются на пять групп (наиболее крупные комплексы), которым по времени соответствуют эры:

Отложения Время

Кайнозойская группа Кайнозойская эра (эра новой жизни)

Мезозойская группа Мезозойская эра (эра средней жизни)

Палеозойская группа Протерозойская эра (эра древнейшей жизни)

Архейская группа Архейская эра (эра первичной жизни)

Группы в свою очередь подразделяются на системы, последние на отделы, а отделы на ярусы. Каждой системе соответствует по времени период, отделу эпоха, ярусу век. Названия систем во многих случаях связаны с названиями тех мест, где соответствующие отложения впервые были установлены и описаны, или же с составом осадков. Так, например, силурийская система названа по названию древнего кельтского племени силуров, а девонская по графству Девоншир в Англии. Каменноугольная система названа так потому, что с ней связаны залежи каменного угля; пермская по названию бывшей Пермской губернии, где отложения этой системы широко развиты. Триасовая система называется так по причине, что её отложения в Европе чётко делятся на три отдела (лат.tria -три); юрская от Юрских гор в Швейцарии; меловая отличается обилием в ней отложений белого писчего мела. В отложениях палеогеновой системы встречаются остатки позвоночных, совершено вымерших, в то время как остатки позвоночных неогеновой системы приближаются по своей организации к современным. Все три эры вместе палеозойская, мезозойская и кайнозойская иногда объединяются под наименованием фанерозой.

Параллельно с общей международной шкалой широко используются местные и вспомогательные стратиграфические подразделения: серии, свиты, зоны и т.п. Такие подразделения помогают изучать геологическое строение каждого района, уяснить последовательность геологических событий в данном районе, составлять детальные геологические карты. Приводим таблицу этих подразделений, предложенную Всесоюзным научно-исследовательским геологическим институтом (Ленинград) в 1954 г.

Схема сопоставления основных и вспомогательных стратиграфических подразделений

Шкалы и вспомогательные подразделения	Стратиграфические подразделения	Геохронологические подразделения
Общая международная шкала	Группа Система Отдел Ярус	Эра Период Эпоха Век
Провинциальная шкала	Зона	Время
Местная (региональная) шкала	Серия, свита, подсвита	Время (для каждого подразделения)
Вспомогательные подразделения	Подгруппа, подсистема, подотдел, подъярус, подзона, слои, местная зона, горизонт, биозона	Время (для каждого подразделения); биохрон

Все необходимые сведения об истории развития того или иного района, о последовательности происходивших событий можно получить при изучении горных пород и включенных в них остатков фауны и флоры по всему разрезу снизу вверх, от древнейших до самых молодых.

Для каждого отрезка геологического времени характерен свой комплекс фауны и флоры. Наибольшие различия в составе органического времени относятся к эрам, меньшие характерны для периодов и ещё слабее эти различия для смежных эпох. Чем дробнее стратиграфические единицы, тем меньше различия в комплексах ископаемых организмов.

2. Краткая история развития животного мира

В истории развития животного мира можно выделить несколько групп организмов, имеющих особенно важное значение для установления относительного возраста пород. Остановимся лишь на некоторых из них.

В отложениях ранних периодов палеозойской эры кембрийского, ордовикского и силурийского встречается большое количество остатков беспозвоночных животных плеченогие (брахиоподы), четырёхлучевые кораллы (тетракораллы), табуляты, мшанки, медузы, черви и др. Но особенно широкое развитие получили трилобиты, являющиеся руководящими формами для этих периодов. Наибольшего расцвета (огромное количество видов) они достигают в силурийском периоде, после чего они уменьшаются в числе, а к концу палеозойской эры совсем исчезают.

В кембрийском периоде руководящей является и другая интересная группа животных, занимающая промежуточное место между губками и кишечнополостными, но образующая самостоятельный тип и называемая археоциаты. В ордовикском и силурийском периодах такая же роль выпала на долю граптолитов, отпечатки которых образую нежные рисунки на тонкой поверхности глинистых сланцев. В это же время появляются головоногие моллюски (наутило-идеи), причём некоторые из них, такие, например, как ортоцерас ("прямой рог"), имели прямую или развёрнутую раковину и достигали больших размеров.

В более поздние периоды палеозойской эры в качестве руководящих ископаемых выступают плеченогие; среди них особенно большое значение имеют роды продуктус и спирифер. Дальнейшее развитие получают головоногие моллюски. На смену прямым развёрнутым стержнеобразным раковинам ортоцерасов появляются спирально изогнутые раковины древней группы отряда аммоно-идей, класса головоногих, называемые гониатитами (по характеру лопастной линии, отражающей форму перегородок между камерами раковины).

Широкое развитие получают и другие группы животных: крупные фораминиферы, табуляты, гониатиты, морские лилии, бластоидеи, мшанки, остракоды. К концу пермского периода гониатиты сменяются цератитами, обладающими более сложной лопастной линией.

Интересный путь возникновения и развития прошли в течение палеозойской эры позвоночные животные. Ещё в ордовике или силуре появились их примитивные формы из класса так называемых бесчелюстных. В девоне появились рыбы, быстро занявшие важное место среди морских животных. Несколько позже, в карбоне, в карбоне, некоторые виды рыб приобрели способность дышать воздухом и находиться на суше появился класс амфибий (земноводных). И, наконец, в Перми произошло дальнейшее совершенствование позвоночных - появление рептилий (пресмыкающихся).

Отметим, что где-то в середине палеозойской эры возникли насекомые и, постепенно увеличиваясь в числе форм, сейчас по числу видов занимают первое место среди всех других классов животных.

Животный мир мезозойской эры отличается от животного мира палеозойской эры. В триасовом периоде цератиты достигают расцвета, но затем они сменяются аммонитами, характеризующимися ещё более сложной лопастной линией. Широкое развитие получает новый класс головоногих болемнитов, впервые появившиеся ещё в карбоне. Большое значение приобретают аммониты и белемниты в юрском периоде. Аммониты здесь отличались чрезвычайным обилием и разнообразием видов. В отложениях мелового периода встречаются аммониты гигантских размеров, до 2 м в диаметре. В дальнейшем количество их постепенно сокращается, и к концу мезозойской эры они вымирают. Из богатого класса наутило-идей со спирально-завёрнутой раковиной дошёл до наших дней только так называемый кораблик, населяющий тропические моря. В меловом периоде получили широкое развитие и простейшие организмы фораминиферы, слагающие местами толщи белого писчего мела. Важным событием для мезозоя была смена четырёх лучевых кораллов (тетра-кораллы), характерных для палеозоя, шестилучевыми (гексакораллы).

Для мезозойской эры, особенно для триасового и юрского периодов, важным событием явилось бурное развитие животных, принадлежащих к большому классу позвоночных, а именно пресмыкающихся, появившихся ещё в конце палеозоя. Наибольшего расцвета они достигли в юрский период, населяя землю, воздух и воду. Среди наземных пресмыкающихся существовали в то время гигантские динозавры, отдельные представители которых достигали 20 м длины при высоте около 5 м. Страшным морским хищником являлся ихтиозавр (рыбоящер) длиной около 12 м. В воздухе в этот период появились крылатые летающие ящеры; некоторые из них имели размах крыльев около 16 м. В конце мелового периода происходит резкое угасание пресмыкающихся, и в дальнейшем они уступают своё место млекопитающим и птицам.

В палеогеновом и неогеновом периодах (кайнозойская эра) из беспозвоночных животных наибольшим распространением пользуются двустворчатые и брюхоногие моллюски, многие из которых являются руководящими. В палеогене значительную роль играют простейшие организмы фораминиферы, особенно нуммулиты, похожие на маленькие монетки и образующие местами мощные толщи известняков, и орбитоиды. Быстрое развитие претерпевают млекопитающие, которым принадлежит в это время господствующая роль на Земле.

С этим временем совпадает и появление человекообразной обезьяны. Наконец, в четвертичном периоде появился человек.

Столь же длительной и сложной вырисовывается история развития растений. Древнейшими из них оказываются водоросли, появившиеся в водах морей ещё в допалеозойское время, даже в архее. В силурийском периоде растения впервые поселяются на суше так называемые псилофиты. В девоне и особенно карбоне растительный мир суши уже очень богат и представлен, в основном, плауновыми, хвощами, папортниками, т.е. споровыми растениями, достигавшими гигантских размеров. Голосеменные возникают в карбоне, в том числе кордаитовые, хвойные, гинкговые и т.д. Наконец, покрытосеменные цветковые растения, наиболее сложно организованные, образующие новую ступень в эволюции растений, появляются в меловом периоде и широчайшего развития получают в кайнозое, в том числе и в четвертичном периоде.

В ходе геологической истории неоднократно происходили резкие изменения в составе органического мира одни организмы появлялись, другие вымирали. Это наблюдалось в конце силурийского периода, когда резко сокращаются в числе трилобиты, некоторые брахиоподы, четырёхлучевые кораллы, граптолиты и другие организмы. Ещё большее изменение фауны и флоры наблюдалось в конце палеозойского времени, когда исчезают многие представители групп, имеющих широкое развитие в девонский, каменноугольный и пермский периоды. Аналогичное явление имело место в конце мелового периода. В это время вымирают аммониты и белемниты, некоторые семейства простейших, летающие ящеры, резко сокращаются в числе наземные рептилии. И, наконец, новое обновление фауны происходит в конце палеогена. Такое изменение или обновление фауны может быть объяснено только значительным изменением физико-географических условий, которое наступало в результате мощных горообразовательных движений. Последние имели место как раз в силурийском периоде, в конце палеозойской эры, в конце мелового периода, в конце палеогенового и в неогеновый периоды.

Таким образом, изучение ископаемой фауны, а также и флоры не только позволяет расчленить отложения по возрасту, но и даёт возможность судить о физико-географических условиях давно прошедших эпох.

Итак, по каким же признакам выделяются стратиграфические и соответствующие им геохронологические подразделения? Таких признаков имеется много. Во-первых, состав ископаемых остатков животных и растений. Для каждого периода времени характерны свои, особые фауна и флора, и различия достаточно серьёзны, чтобы служить показателем отнесения соответствующих осадков, содержащих тот или иной комплекс окаменелостей, к той или иной группе, системе, отделу и т.д.

Важными показателями служат особенности процессов осадконакопления и одновременно разрушения пород. Конечно, всегда в морях откладывались ил, песок, остатки организмов, давшие впоследствии глину песчаник, известняк, но всё же для каждого периода времени можно отметить какие-то свои особенности в этом смысле. Поэтому литологические признаки (т.е. состав осадочных пород) наряду с палеонтологическими могут служить критерием при разграничении стратиграфических подразделений.

Точно также важные сведения можно получить из анализа палеогеографических изменений, т.е. распределения в прошлом морей и суши, рельефа суши и морского дна, изменений климата и т.п. Для каждого отрезка времени характерна своя физико-географическая обстановка; резкие изменения последней в сущности и позволяют делить историю Земли на эры, периоды и т.п.

Такие признаки, как вулканическая или, шире, магматическая деятельность, связанная с тем или иным периодом в истории Земли, затем степень метаморфизации, т.е изменение горных пород под воздействием высокой температуры или высокого давления, - эти признаки также используются в целях расчленения геологического времени на ряд более или менее дробных подразделений.

3. Абсолютная геохронология

Как видно из изложенного выше, шкалой относительного геологического времени можно пользоваться без затруднений. Но при всех её достоинствах знать абсолютный возраст пород, абсолютную длительность геологического времени крайне важно. Изучение многих проблем теоретической геологии упирается в необходимость иметь достоверные и точные сведения о времени, прошедшем с того или иного момента истории Земли. Как же подсчитать количество лет, протекших с того или иного момента в истории Земли?

Такой способ. Известно, что вода океанов содержит в растворённом состоянии большое количество солей, в особенности каменной. Основная часть этих солей, вероятно, принесена в океаны реками, размывающими коренные породы. Известно, сколько соли выносят реки в океаны ежегодно; конечно, такого рода подсчёты не очень точны, но всё порядок величины можно установить. Зная, сколько соли содержится в океанах, можно подсчитать, сколько лет должно было пройти, прежде чем содержание соли в океанах достигло настоящего уровня - около 3,5 % от всей массы воды. Главная ошибка здесь может проистекать из того, что мы не учитываем тех скоплений соли, которые содержатся в коренных породах и которые сами накопились в усыхавших морях прошедших периодов, т.е. в ходят в общий баланс кругооборота солей. Подсчёты по солевому методу приводят к цифрам от 0,3 до 1,5 миллиарда лет (от начала палеозойской эры).

Довольно точный способ определения абсолютного возраста Земли разработан в связи с изучением ледниковых отложений четвертичного периода. В общем комплексе разнообразных отложений, связанных с деятельностью материковых льдов, покрывавшим в недавнем прошлом обширные пространства севера Европы, встречаются тонкие глины, отличающиеся характерной строгой слоистостью. Прослойки глин самых тонких фракций чередуются в правильной последовательности с прослойками глин более грубых фракций или даже тонких песков. Предполагается, что эти глины, так называемые "ленточные", накапливались в озёрах, связанных с таянием ледниковых покровов, причём тонкие слои отлагались зимой, а более грубые летом. Другими словами, количество пар прослойков в данной серии отвечает количеству лет, в течение которых серия откладывалась. В итоге оказалось, что с момента, когда началось отложение ленточных глин на севере Европы, прошло около 16500 лет. От начала валдайского (вюрмского) оледенения, оставившего мощные морены (Валдайская возвышенность), прошло 90000 лет; от начала днепровского (рисского) самого мощного оледенения, во время которого лёд продвинулся до нижнего течения современных рек Днепра и Дона, прошло 450000 лет. В целом же для всего четвертичного периода по различным данным получается длительность порядка от одного до двух миллионов лет.

Известны другие попытки определить абсолютный возраст Земли: по сокращению земной поверхности в результате остывания, по скорости химической денудации, по скорости накопления известняков, по скорости накопления береговых отложений и др.

При всём разнообразии предложенных методов они далеки от точности и не дают надёжной основы для установления абсолютной шкалы геологического времени.

Кардинальное решение было предложено физиками и геохимиками.

4. Изучение радиоактивности минералов как метод определения возраста горных пород

В горных породах обычно содержится некоторое, хотя бы самое ничтожное, количество радиоактивных элементов, таких как уран, торий, радий, калий или их изотопов. С течением времени такие элементы самопроизвольно распадаются, превращаясь в другие элементы свинец, гелий.

Процесс распада идёт самопроизвольно, и на него не влияют внешние факторы. Длительность процесса распада обычно очень велика. Так, половина всех бывших в начальный момент атомов тория распадается в течение 1,4·107 лет. Половина всех атомов урана распадается за 7·108 лет. При тщательном и весьма тонком анализе состава горной породы можно установить, сколько в ней, после момента её образования, появилось новых атомов свинца или гелия и сколько осталось ещё неразложившегося радиоактивного элемента, и на этом основании вычислить процент данной горной породы. Впервые мысль эта была высказана Пьером Кюри ещё в 1903 г.

Были предложены также аргоновый, рубидиево-стронциевый методы и некоторые другие.

Для определения абсолютного возраста пород, применяется также углеродный метод. В атмосфере имеются радиоактивные изотопы углерода С 14 с периодом полураспада 5568 лет, их возникновение связано с воздействием космических лучей. При этом в атмосфере образуются нейтроны, вступающие в реакцию с изотопом азота N14, в результате которой получается радиоактивный изотоп углерода. При жизни растений соотношение радиоактивного и нерадиоактивного углерода в нём не изменяется. После отмирания количество радиоактивного углерода уменьшается вследствие распада. Для того, чтобы определить возраст горной породы, необходимо измерить количество радиоактивного углерода в ископаемых растительных остатках, захороненных в ней. Зная период полураспада радиоактивного углерода и его количество в настоящее время, можно определить время отмирания растений, а, следовательно, и возраст горной породы, в которой они находятся.

Ядерные методы датировки геологических объектов приобрели в последнее время большое значение. Ими широко пользуются геологи. Интервалы времени, к которым применимы различные методы этого типа, таковы: по углероду 14от 2000 до 30000 лет; по калию аргону100000 лет и более; по рубидию-стронцию 5 млн. лет и больше; по урану - свинцу200 млн. лет и более; по урану 238 порядка 14 млрд. лет.

5. История тектонических событий Земли

Считается, что в начальный период существования Земли на ней действовал активный вулканизм и изливались базальтовые и гипербазитовые лавы. Одновременно в первичную атмосферу выбрасывался значительный объём газов из земных недр. Это привело к созданию первичной земной коры и атмосферы.

В истории Земли выделяются около 20 тектономагматических эпох, каждая из которых характеризуется своеобразной магматической и тектонической активностью и составом возникших горных пород (см. таблицу).

Номер эпохи	Название тектономагматической эпохи	Возраст, млрд. лет
20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1	Альпийская Киммерийская Герцинская (варийская) Каледонская Салаирская (позднебайкальская) Катангинская Делийская Гренвильская Готская (кибарская) Карельская (гуронская) Балтийская Раннекарельская Альгонкская Кенорская (беломорская) Кольская (саамская) Белозерская	0,05 0,09 0,26 0,41 0,52 0,65 0,86 0,93 1,09 1,21 1,36 1,49 1,67 1,83 1,98 2,23 2,5 2,7 3,05 3,5

В течение белозерской тектономагматической эпохи в начале архейского эона и кольской эпохи в середине архея протекали процессы гранитизации и возникновения первых осадочных бассейнов. Образовались и стали расширяться гидросфера и первичная атмосфера. В это время первыми возникли песчаные, глинистые и карбонатные породы, которые подверглись сильному метаморфизму. Песчаные и глинистые породы превратились в кристаллические сланцы, кварциты и гнейсы, а карбонатные в мраморы.

В кенорскую тектономагматическую эпоху в конце архейского эона были сформированы ядра будущих самых устойчивых геоструктурных элементов Земли ядра континентальных платформ или их щиты. В последующем размеры этих ядер постепенно увеличивались. На протяжении кеноранской, алгонкской, раннекарельской, балтийской и карельской эпох были сформированы фундаменты всех известных древних платформ: Восточноевропейской, Североамериканской, Южноамериканской, Сибирской, Китайской, Таримской, Индостанской, Африкано-Аравийской и Восточно-Австралийской. В это время возник сверх гигантский материк Пангея0 (Археогея). На протяжении почти 1 млрд. лет, начиная с 2,5 млрд лет назад и до 1,67 млрд лет продолжал наращиваться гранитогнейсовый слой в континентальной оболочке земной коры. Вместе с тем внедрение магматических расплавов в толщи карбонатных пород - известняков и доломитов способствовало формированию щелочных пород. Огромные интрузивные плутоны, сложенные гранитоидами, обладающие площадью в несколько тысяч квадратных километров, своим образованием зафиксировали возникновение в пределах континентальных платформ весьма устойчивых участков, называемых щитами. Таковыми являются Балтийский, Украинский, Алданский, Канадский, Гвианский, Бразильский, Аравийский щиты, 1,8 млрд. лет назад возникла Пангея1 (Мезогея).

На протяжении последующих эпох платформы или продолжали наращивать свои размеры за счёт присоединения к ним находящихся по соседству подвижных поясов в результате сближения с аналогичными участками, расположенными в пределах литосферных плит, или раскалывались на отдельные части посредством разломов, внутри которых возникали рифтовые впадины. Последние в дальнейшем становились новыми океанами. Однако в последний миллиард лет истории Земли всеми исследователями отмечается постепенное угасание силы тектономагматической активности.

Готская эпоха характеризовалась развитием на территории большинства платформ гранитизации дорифейских магматических и осадочных образований и развития сильного регионального метаморфизма. В среднем и, особенно в позднем рифее в подвижных поясах продолжалась гранитизация и за счёт этого происходило наращивание площади платформ.

Магматизм ранне-байкальской и поздне-байкальской эпох на платформах проявился по-разному. Вместе с тем их общей чертой является, с одной стороны, развитие интенсивных складкообразовательных движений, а с другой раскол и перемещение мелких и крупных платформенных глыб литосферных глыб и террейнов (плит небольшого размера).

Результатом проявления ранне и поздне-байкальской эпох стало сближение и соединение в единый сверх гигантский материк Гондвану пяти крупнейших континентальных платформ южного полушария Африкано-Аравийской, Австралийской, Южноамериканской, Антарктической и Индостанской. В свою очередь, в северном полушарии стали сближаться северные континенты Восточноевропейский, Североамериканский, Сибирский и Китайский.

Каледонская эпоха характеризовалась не только усилением магматизма, но и привела к подъёму над уровнем моря и объединению северных материков в новый подобный южной Гондване суперматерик Лавразии. Последний отделился от Гондваны крупным океаном Тетис.

Тектономагматические эпохи фанерозойского эона отличаются от более древних этапов тем, что вследствие своей относительной молодости в напластованиях горных пород хорошо сохранились следы процессов. Вследствие этого фанерозойские эпохи подразделяются на несколько тектонических фаз. В одно время преобладало высокое стояние континентов (регрессии моря), происходил значительный магматизм и осуществлялись как горизонтальные, так и вертикальные движения континентальных блоков. Такие фазы носят название геократических. Они сменялись более продолжительными по времени талассократическими фазами, когда области платформ активно прогибались и затапливались морем, т.е. развивались крупнейшие трансгрессии.

В результате тектонической и магматической активности, сближения и столкновения континентов в каледонскую эпоху были образованы высочайшие и протяжённые горноскладчатые сооружения. В западном полушарии это Аппалачи, а в Центральной Азии горные массивы Центрального Казахстана, Алтай, Западный и Восточный Саяны, горы Монголии, а также ныне сглаженные и разрушенные горные сооружения Восточной Австралии, острова Тасмании и в Антарктиде.

В герцинскую эпоху произошло крупнейшее событие в истории Земли. Существовавший между Гондваной и Лавразией океан прекратил своё существование. Эти гигантские материки объединились, и на планете возник материк, который А. Вагенером в начале 20 столетия был назван Пангеей (Всеобщая Земля). В это время существовал также один океан это гигантский древний Тихий океан или Панталаса. Сближения и столкновения литосферных плит и блоков земной коры привели к возникновению крупных горных сооружений, которые по имени эпохи носят название герцинских: Тибет, Гиндукуш, Каракорум, Тян-Шань, Горный и Рудный Алтай, Куньлунь, Урал и т.д. В результате консолидации устойчивых участков, составляющих литосферные плиты, возникли эпигерцинские плиты или молодые платформы: часть Западноевропейской платформы, Скифская, Туранская плиты и др.

6. Палеомагнитный метод в стратиграфии и палеогеографии

В основу этого метода положена история магнитного поля Земли, которую научились читать с начала 20 века.

Возможность изучения истории магнитного поля по изверженным породам основана на том, что при остывании магматического тела, содержащиеся в нём ферромагнитные минералы (например, магнетит, гематит) приобретают намагничеснность, направленную по силовым линиям существующего в данный момент геомагнитного поля. При образовании осадочных толщ каждая частичка, состоящая из ферромагнитного материала, в жидком осадке ориентируется в современном ей магнитном поле. После латификации (превращения жидкого осадка в породу), они прочно фиксируются в пространстве и как естественные природные компасные стрелки указывают направление на северный и южный магнитные полюса. Считается, что за период в миллион лет и более среднее положение оси геомагнитного диполя совпадает с осью вращения Земли.

С помощью палеомагнитных данных была подтверждена гипотеза дрейфа континентов, основные идеи которой возродились на новом уровне в концепции тектоники литосферных плит. Зная направление геомагнитного поля во время формирования породы в заданной точке, можно рассчитать местоположение виртуального геомагнитного полюса (ВГМП), который будет отличаться от современного. Однако, это несовпадение связано не с миграцией магнитного полюса за геологическое время, а с горизонтальными перемещениями блоков земной коры. В этом состоит суть палеомагнитного метода в геотектонике.

Возможность с помощью палеомагнитного метода определить координаты ВГМП позволяет дать грубую возрастную оценку горным породам.

Ось геомагнитного диполя не меняла своего положения, но геомагнитные полюса менялись местами. В эпоху т.н. прямой или нормальной полярности северный геомагнитный полюс Земли находится вблизи северного географического полюса, а в эпоху обратной вблизи южного географического полюса.

Было установлено, что в истории Земли подобные инверсии знака полярности происходили многократно. Оказалось, что в разрезе земной коры наиболее молодые отложения имеют нормальное поле, а более древние обратное, и наблюдается их чередование.

Это дало возможность расчленить разрезы по характеру направленности магнитного поля. Метод ценен тем, что эти зоны глобальны, т.к. знак полярности менялся для всей планеты в целом. Есть и большой недостаток по сравнению с палеонтологическим методом. Все прямые и обратные зоны похожи друг на друга, и их нельзя различить.

Метод работает корректно в том случае, если магнитное поле Земли всегда было дипольным. Все накопленные к настоящему времени палеомагнитные данные не дают оснований сомневаться в справедливости этого постулата.

Заключение

Историю нашей планеты следует рассматривать только с того времени, с которого сохранились наиболее древние "свидетели", т.е горные породы и минералы. Однако первым древнейшим этапом истории Земли считается время, когда в результате аккреции вещества газопылевой туманности сформировалась одна из планет Солнечной системы. Начало аккреции отдалено от современности на 4,66 млрд лет, а время, в течение которого происходила аккреция, по мнению ряда исследователей, было непродолжительным и составляло не более 100 млн лет.

Второй древнейший этап часто именуют догеологическим, т.к. горных пород этого времени практически не сохранилось, но об его особенностях можно судить только на основе некоторых косвенных данных. Процессы, протекавшие в это время на земной поверхности, привели к дифференциации вещества внутри планеты, к образованию первичной земной коры основного состава, выделению внешнего жидкого ядра Земли и соответственно к появлению магнитного поля. Скорее всего, во время этого этапа на Землю активно воздействовала метеоритная бомбардировка. Исходя из этого земная поверхность до геологического этапа напоминала собой поверхность Венеры, ведь кроме всего прочего в это время существовала бескислородная атмосфера в которой облака, состоявшие из водорода, гелия, паров кислот и углекислого газа, плотным покрывалом закрывали Землю. С течением времени атмосфера постепенно теряла водород и гелий, которые удалялись в космическое пространство. В конце до геологического этапа атмосфера состояла из аммиака, углекислоты, водного пара, метана, водорода, гелия, инертных газов, борной, плавиковой, соляной и некоторых других сильных кислот. Температура земной поверхности, скорее всего, была такой же высокой, как и сегодня на Венере, а в недрах Земли бушевали вулканические процессы. Догеологический период в истории Земли продолжался недолго, до того момента, когда её поверхность остыла до температуры существования жидкой воды. С появлением гидросферы и преобразованием атмосферы наступает качественно новый этап развития Земли, который именуется геологическим.

С рубежа 3,84,0 млрд лет назад начинается собственно геологическая жизнь Земли.

Литература

1 Короновский Н.В., Н.А. Ясаманов Геология. М., 2010

2 Войткевич Г.В. Геология хронологии Земли. М., 1984

3 Друщиц В.В., Обручева О.П. Палеонтология. М., 1971

4 Горшков Г.П., Якушова А.Ф. Общая геология. М., 2011

5 Войткевич Г.В. Возраст Земли и геологическое летоисчисление. М., 1965

6.Вологдин А.Г. Происхождение и развитие жизни на Земле. М., 1970

Размещено на Allbest.ru