История развития планеты Земля

По современным представлениям развитие Земли носит четко выраженный этапно-цикличный характер, то есть отличается сочетанием элементов необратимости и повторяемости.

 

5.1. Догеологический этап (стадия)

Догеологический этап развития Земли, начавшийся около 4,6 млрд. лет назад в результате взрыва сверхновых звезд, недоступен для исследования геологическими методами. Отдельные сведения о нем получены на основе изучения метеоритов и планет Солнечной системы. При взрыве возникло газопылевое облако, вещество которого имело сравнительно невысокую температуру. Под воздействием гравитации в центре облака образовалось сгущение газа и пыли, которое по мере возрастания плотности разогрелось до температуры, запускающей термоядерную реакцию – родилось Солнце. Частицы, оставшиеся вокруг него, притягиваясь, образовали будущие планеты, причем вначале их было очень много. В результате аккреции (столкновения и слипания) размеры планет расли, а количество уменьшалось. Протолуна была захвачена Землей и частично вошла в её состав, а «остаток» протолунного вещества сохранился в виде современной Луны.

На самом раннем этапе своего развития Земля была еще холодной и тектонически пассивной планетой. Разогрев, начавшийся около 4,2 млрд. лет назад, произошел, в основном, за счет выделения тепла при гравитационной дифференциации, обусловившей образование оболочек Земного шара. По расчетам О.Г. Сорохтина на долю гравитационной дифференциации пришлось не менее 4/5 энергии, необходимой для разогрева мантии и внешнего ядра Земли. Другим источником энергии могли быть «приливно-отливные движения» пластичного вещества недр, обусловленные воздейстивем Луны. После захвата, расплавления и разрушения Протолуны на Землю выпала большая часть её поверхностного вещества и железного ядра. Луна сформировалась из обеднённого железом силикатного вещества разрушенной планеты. Поверхность Земли в то время буквально сотрясали интенсивные экзогенные землетрясения, вызываемые лунными приливами, периодичность которых состаляла 8-10 часов. Луна вращалась тогда по очень близкой к Земле орбите (радиус примерно 25 тысяч км, в то время как сейчас – 384 тысячи км). Однако, в связи с приливным отталкиванием Луны от Земли, лунные приливы снизились сначала до 130 м, к началу архея до 7 метров, а сейчас они составляют 46 см. Лунные приливы в догеологическое время способствовали «накачке» приливной энергии в образовывающуюся астеносферу, что в конечном результате привело к расплавлению верхней мантии, примерно 4 млрд. лет назад. Еще одним источником энергии были метеориты, при падении которых выделялось некоторое количество тепла (импактная энергия). При достаточно крупных размерах метеоритов возрастала масса планеты и, соответственно, её гравитационное поле. В итоге увеличивались возможности захвата мелких космических тел.

Согласно современным представлениям гидросфера сформировалась в догеологическую стадию развития Земли. Большинство исследователей считает, что вода была принесена ледяными метеоритами и ядрами комет. Однако американские ученые доказали, что космические тела, за счет «слипания» которых образовалась Земля, содержали достаточное количество воды для образования Мирового океана.

 

5.2. Докембрий

Геологическая стадия развития Земли, начавшаяся более 4,1 млрд. лет назад, продолжается до настоящего времени. Обычно геологическую стадию подразделяют на докембрий и фанерозой. Продолжительность докембрия составляет около 3,5 млрд. лет, продолжительность фанерозоя – около 0,542 млрд. лет. Авторами данной книги принята схема расчленения докембрия и фанерозоя, соответствующая Общей стратиграфической шкале (табл. 3).

Таблица 3

 

 

 

Древнейшие горные породы, являющиеся основными источниками информации о геологическом прошлом Земли, образовались около 4,1 млрд. лет назад. Большая часть этого гигантского интервала геологического времени относится к докембрию (продолжительностью около 3,6 млрд. лет). Отложения докембрия обычно лишены органических остатков, интенсивно дислоцированы и глубоко метаморфизованы, поэтому при их изучении мало применимы стратиграфический, палеонтологический методы, а также метод фациального анализа. При мысленной реконструкции условий образования докембрийских отложений главной проблемой оказывается их глубокий метаморфизм. Большая часть информации, получаемой при изучении докембрийских пород, характеризуется не условиями их образования, а изменениями, происходившими в процессе их дальнейшего существования. Основными методами изучения докембрия являются методы формационного и изотопного анализов. В результате широкого применения последнего объем научного материала, полученный во второй половине ХХ века, многократно превысил тот, что был накоплен за предшествующие полтора столетия существования исторической геологии.