ШКАЛА ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ВРЕМЕНИ - раздел Механика, Для студентов географических специальностей Главная Задача Исторической Геологии – Восстановление Истории Развития Земли,...
Главная задача исторической геологии – восстановление истории развития Земли, земной коры и жизни на Земле. Первоочередная цель такого изучения – составление прогноза развития планеты Земля, протекающих на ней геологических процессов и жизни на Земле. Главным объектом исследований служат горные породы – их состав, распространение, условия залегания поставляют информацию о геологическом прошлом. Периодизация событий опирается на понятие о времени относительном и абсолютном. Выделяют геохронологию относительную и абсолютную.
Относительная геохронология отвечает на вопрос, какая из пород (или геологических тел, например слоев) старше или моложе. Иными словами, относительная геохронология восстанавливает последовательность геологических процессов. В ее основу положены стратиграфический и палеонтологические методы, а также ряд других.
Согласно стратиграфическому (от латин. stratum – слой) методу, при ненарушенном залегании нижележащий слой древнее, а вышележащий моложе. Данный закон был установлен в 1669 г. датским естествоиспытателем Николаусом Стено. Стратиграфическому методу принадлежит основополагающее значение, поэтому остальные методы определения относительного возраста объединяются понятием стратиграфических.
Палеонтологические (биостратиграфические) методы посвящены изучению ископаемых органических остатков, соответственно которым эти методы разделяют на две группы: палеозоологические и палеофлористические. Органические остатки в слоях осадочных горных пород представлены либо окаменелостями, либо углефицированными остатками, либо отпечатками или следами. В редких случаях обнаруживаются неразложившиеся туши животных в многолетнемерзлых породах или в асфальтовых озерах. Применение палеонтологических методов опирается на признание того факта, что каждому продолжительному этапу развития Земли характерны специфические представители органического мира. Этот закон установил английский инженер Уильям Смит в начале ХIХ в.
Ископаемые организмы по их стратиграфическому значению делят на ряд групп:
· руководящие организмы – характерны только данному времени, либо получившие наибольшее значение в отложениях данного времени;
· контролирующие организмы – характерны для слоя данного возраста, но представленные и в соседних, более старых или молодых слоях;
· зарождающиеся и вымирающие организмы – соответственно или впервые появляющиеся, или окончательно исчезающие в слое данного возраста;
· транзитные организмы – их остатки встречаются во множестве слоев, накопившихся за долгое время.
Для выявления относительного возраста слоев используют методы минералого-петрографические, структурно-тектонические, геофизические и другие.
Изменения состава органического мира запечатлены в разновозрастных слоях. Разные по объему слои горных пород, формировавшиеся в течение определенных этапов геологической истории, называются стратиграфическими подразделениями (единицами). Стратиграфические единицы разного ранга входят в состав стратиграфической шкалы. Стратиграфическая шкала – шкала последовательных по времени формирования и соподчиненных стратиграфических подразделений, слагающих земную кору, и отражающих этапы геологической истории Земли. Крупнейшие по объему стратиграфические подразделения – эонотемы, которые последовательно дробятся на более мелкие единицы: эратемы, системы, отделы. Указанные стратиграфические единицы являются общими – едиными для истории всей Земли. Кроме них выделяются меньшие по объему региональные (провинциальные) подразделения: ярус и зона. Наименьшим объемом характеризуются местные подразделения: серия, свита, горизонт и прочие.
Абсолютная геохронология устанавливает возраст горных пород в годах. Для решения этой задачи используются методы радиоизотопного анализа, изучения сезонно-слоистых осадков и ряд других.
Методам радиоизотопного анализа в абсолютной геохронологии принадлежит ведущая роль. Они основаны на природном процессе распада неустойчивых изотопов и превращения их в устойчивые. Применение данных методов опирается на ряд допущений: скорость распада в истории Земли строго постоянна и не зависит от внешних факторов; состав материнских (неустойчивых) и дочерних (устойчивых) продуктов точно известен; конечные продукты распада всегда стабильны. Распад начинается с момента формирования минерала – следовательно, за определенное время из конкретного количества материнских изотопов может возникнуть строго определенное количество дочерних изотопов. Поэтому для определения абсолютного возраста горной породы необходимо знать скорость распада (или полураспада) неустойчивого изотопа, современное содержание в породе материнских и дочерних изотопов. Использование радиоизотопного анализа для определения возраста минералов впервые было предложено П. Кюри в 1902 г., практическое применение этих методов началось с 1907 г. Наиболее употребимы следующие методы (в скобках приведен период полураспада, тогда как полный распад занимает примерно в 10 раз больше времени):
· уран-свинцовый (4,56 млрд. лет) – как правило, для определения возраста кислых магматических пород;
· калиево-аргоновый (1,31 млрд. лет) – при работе с магматическими породами кислого, среднего и основного состава, и многими осадочными породами;
· рубидиево-стронциевый (49,9 млрд. лет) – при изучении возраста самых древних магматических пород кислого и среднего состава;
· самарий-неодимовый (106 млрд. лет) – при изучении возраста древнейших магматических пород основного и ультраосновного состава;
· радиоуглеродный (5 568 лет) – для определения возраста самых молодых органогенных пород, не древнее 30 – 40 тыс. лет.
Методы изучения сезонно-слоистых осадков основаны на разном вещественном составе слоев, накапливающихся летом и зимой на дне водоемов. Так, в аридных условиях умеренного пояса в сульфатных озерах зимой накапливается мирабилит (глауберова соль, Na2SO4 · 10H2O), тогда как летом – гипс (CaSO4 · 2H2O). В приледниковых бассейнах зимой отлагается слой глины, летом – алеврита. За год формируется одна пара слоев – количество пар слоев укажет продолжительность существования озера.
С помощью методов радиоизотопного анализа стратиграфическая шкала дополнилась абсолютными возрастными датировками (в миллионах лет). Каждому стратиграфическому подразделению соответствует определенный геохронологический эквивалент (табл. 3). Каждому общему геохронологическому подразделению присвоен буквенный (или буквенно-цифровой) индекс. На геологических картах слои горных пород, соответствующие общим стратиграфическим подразделениям, показываются определенным цветом (или оттенком цвета). Например, отложения юрской системы обозначаются индексом J и включают три отдела: нижний (J1), средний (J2) и верхний (J3) – чем меньше числовой индекс, тем старше отложения. На геологической карте накопления нижнего отдела показываются самым темным оттенком, тогда как верхнему отделу присваивается самый светлый оттенок. Если отделы называются соответственно их стратиграфическому расположению в разрезе: нижний, средний и верхний, то названия их геохронологических эквивалентов (эпох) отражают временную последовательность: ранний, средний и поздний.
Таблица 3
Все темы данного раздела:
Для студентов географических специальностей
МИНСК
ВВЕДЕНИЕ
Геология – это комплексная наука, изучающая состав, строение и историю развития Земли, земной коры и литосферы. Истоки геологии лежат
И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЗЕМЛИ
Внутреннее строение Земли установлено благодаря геофизическим исследованиям – по характеру прохождения сейсмических волн. Сейсмические волны – это упругие колебания, рас
СТРОЕНИЕ И ПРОИСХОЖДЕНИЕ МИНЕРАЛОВ
Минерал – природное вещество, состоящее из одного элемента или из закономерного сочетания элементов, образующееся в результате природных процессов, протекающих в недрах Земл
ГОРНЫЕ ПОРОДЫ
Горные породы – это минеральные агрегаты или органические остатки, слагающие земную кору.
Полиминеральными называют породы, состоящие из нескольких минералов. Мо
Гранулометрический состав обломочных пород и глин
Диаметр частиц (мм)
Рыхлая порода
Сцементированная порода
Обломки
окатанные
Обломки
угловатые
Обломки
ВЫВЕТРИВАНИЕ
Выветриванием называется совокупность процессов физического и химического разрушения горных пород и минералов. Немаловажную роль при этом играют живые организмы. Выветривание в
ГРАВИТАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ
Гравитационные процессы (от латин. gravitas – тяжесть) – это процессы, связанные со смещением обломков коренных пород под действием силы тяжести. Динамически
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ВЕТРА
Процессы работы ветра, накопленные ветром отложения и созданные ветром формы рельефа иначе называются эоловыми (от древнегреческого бога ветра – Эола). Эоловые процессы наиболее активно прот
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ РЕК
Поверхностные текучие воды объединяют потоки временные и постоянные. Совокупность процессов работы водных потоков, накапливаемые при этом отложения и образующиеся формы рельефа называются флювиа
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ВРЕМЕННЫХ ВОДНЫХ ПОТОКОВ
Временные водные потоки подразделяются на равнинные и горные. Возникают на склонах при таянии снега и выпадении атмосферных осадков.
Работа временных водных потоков
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Главными факторами, определяющими работу подземных вод, являются особенности физического состояния, режима и движения подземных вод, их химический состав и температура, а также минералогический сос
ФОРМИРОВАНИЕ И ДИНАМИКА ЛЕДНИКОВ
Ледником называется природное скопление движущегося льда территории суши. В настоящее время ледники занимают почти 15 млн. км2, то есть около 11 % площа
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ РАБОТА ЛЕДНИКОВ
Процессы работы ледников, накопленные ими отложения, и созданные ледниками формы рельефа называются гляциальными (от лат. glacialis – ледяной). Подобно другим геодинамическим агентам,
ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ КРИОЛИТОЗОНЫ
Криолитозона (от греч. kryos – холод, мороз, лед и lithos – камень) – зона многолетней мерзлоты, которая занимает порядка 25 % площади суши
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ВОД МИРОВОГО ОКЕАНА
Воды Мирового океана, занимающие 70,8 % площади поверхности Земли, играют колоссальную роль в формировании облика планеты. Характер работы моря определяется множеством факторов, из которых наибольш
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ОЗЕР
Геологическая деятельность озер имеет много общего с работой моря. Родственны и факторы, и процессы, и образующиеся осадки. Среди факторов, определяющих особенности геологических пр
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ БОЛОТ
Болотом называют избыточно увлажненный участок суши, покрытый гидрофильной растительностью, обладающий слоем торфа мощностью более 30 см. Формирование болот и специфика протека
ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ОСАДКОВ
В результате процессов аккумуляции, производимых экзогенными агентами, на земной поверхности накапливается толща осадков. Со временем они трансформируются в горные породы осадочного происхождения.
ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ДВИЖЕНИЯ
Эндогенные геологические процессы питаются внутренней энергией Земли. Они проявляются в движениях блоков литосферы и земной коры, изменениях характера залегания слоев горных пород,
МЕДЛЕННЫЕ ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ДВИЖЕНИЯ
Медленные тектонические движения иначе называют вековыми, или колебательными, или эпейрогеническими (создающими материки). Вековые движения не изменяют геометри
БЫСТРЫЕ ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ДВИЖЕНИЯ И ДИСЛОКАЦИИ
Быстрые тектонические движения вызывают нарушения разного рода в первоначальном залегания слоев горных пород. Такие нарушения называются дислокациями.
ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ
Землетрясениями называются быстрые толчки земной поверхности, вызываемые сериями колебаний, проходящими через породы Земли.
На поверхности землетрясения проявляются в
ИНТРУЗИВНЫЙ МАГМАТИЗМ
Магматизмом (от греч. magma – тесто, густая мазь) называется процесс образования, движения и застывания магмы, происходящий в глуби земной коры или на ее поверхности.
ПРОЦЕССЫ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ МАГМЫ
Дифференциация магмы происходит разными путями, из которых можно выделить следующие.
1. Кристаллизационно-гравитационная дифференциация заключается в том, что кристаллизация минерал
ТИПЫ ИНТРУЗИВНЫХ ТЕЛ
Предполагается, что не менее 90 % объема возникающего магматического расплава останавливается и застывает в толще литосферы, образуя интрузивные тела, отличающиеся составом, формой, объемом, глубин
ЭФФУЗИВНЫЙ МАГМАТИЗМ
Эффузивным магматизмом, или вулканизмом называется выброс на земную поверхность различных магматических продуктов. Магматические продукты разделя
ПРОДУКТЫ ВУЛКАНИЧЕСКИХ ИЗВЕРЖЕНИЙ
Газообразные продукты во время извержения представлены парами воды, углекислоты, встречаются водород, азот, хлористый водород. Интенсивность выделения газов и паров из л
ТИПЫ ВУЛКАНИЧЕСКИХ ИЗВЕРЖЕНИЙ
Главным фактором, определяющим характер извержения, следует считать химический состав магмы и лав, поскольку от них зависят подвижность лавы и наличие в ней газов. Вероятно, существует связь между
ПОСТВУЛКАНИЧЕСКАЯ СТАДИЯ
Поствулканическая (фумарольная) стадия начинается после прекращения выбросов лавы и пирокластов. В эту стадию наблюдается лишь выделение магматогенных газов и паров, а также горячих подземных вод.
ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ РАПРОСТРАНЕНИЕ ВУЛКАНИЗМА
За последние 3000 лет истории Земли зафиксировано более 2500 извержений и установлено около 1000 действующих наземных вулканов, из которых порядка 200 ныне пребывают в фумарольной стадии. Почти все
ФАКТОРЫ И СЛЕДСТВИЯ МЕТАМОРФИЗМА
Метаморфизмом называется процесс преобразования горных пород, происходящий в глуби Земли под действием эндогенных сил. Реже метаморфизм наблюдается на поверхности Земли
ЛОКАЛЬНЫЙ МЕТАМОРФИЗМ
Локальный метаморфизм охватывает сравнительно небольшие площади, приуроченные либо к местам внедрения интрузий, либо к разломным структурам, либо, крайне редко, к местам падени
РЕГИОНАЛЬНЫЙ МЕТАМОРФИЗМ
Региональный метаморфизм охватывает площадь в тысячи и сотни тысяч квадратных километров. Главным фактором выступает температура, а воздействие давления и флюидов, как правило,
ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ГИПОТЕЗЫ
Тектонические гипотезы по-разному объясняют развитие самой верхней твердой оболочки Земли. Гипотезы отличаются объектами исследований и приоритетом направления тектонических движений.
И ЗЕМНОЙ КОРЫ
Тектоническими структурами называют участки литосферы и земной коры, обладающие определенными размерами, строением, составом, мощностью, характером тектонических движений, возр
Общая шкала геологического времени
Эон
Эра
Период
Эпоха
Время, млн. лет
ФАНЕРОЗОЙСКИЙ
PH
Кайнозойская
KZ
Четвер
Региональная шкала геологического времени
Эон
Эра
Восточно-Европейская
платформа
Время, млрд.лет
Протерозойский
PR
Неопротерозойcкая
Этапы тектонического развития платформ
В развитии платформенных структур выделяют ряд этапов: доплатформенный, доплитный, плитный. Тектонические этапы состоят из стадий развития.
Доплатформенный этап
Структурно-тектонические и палеогеографические
следствия процессов конвергенции и дивергенции
В результате конвергенции увеличивается площадь материков: либо за счет образования новых горных
ДОКЕМБРИЙСКИЙ ЭТАП РАЗВИТИЯ
Догеологический этап (лунная эра)
На протяжении догеологического этапа формировались первичные оболочки планеты: лито-, атмо- и гидросфера. Первичная земная кора, возн
Ранний архей – рифей
Тектоника. На протяжении архея структурно разделилась литосфера – обособились участки с земной корой океанического и континентального типа. В начале архея активно протекали
Кембрийский период
Тектоника. На протяжении кембрия существовало от трех до четырех крупных массивов суши и два океана. В начале кембрия суперконтинент Паннотия раскололся, из его раздвинувших
Ордовикский период
Тектоника. Существовали четыре крупных массива суши и четыре океана. Большая часть суши по-прежнему находилась в южном полушарии (рис. 13). От Гондваны откололись и удалилис
Силурийский период
Тектоника. Почти вся суша размещалась в южном полушарии, и оледенение по-прежнему захватывало крупные участки Гондваны. Существовали три крупных массива суши и четыре океана
Девонский период
Тектоника. Девон – период относительного тектонического покоя. Существовали четыре океана, три крупных материка и несколько мелких. Суша значительно раздроблена и почти цели
Каменноугольный период
Тектоника. Вся суша лежала в Западном полушарии. В результате сближения материков началась герц
Пермский период
Тектоника. Массивы почти всех древних платформ соединились – завершилась герцинская складчатост
Триасовый период
Тектоника. Триасовый период характеризуется относительным тектоническим покоем и преобладанием геократических условий. Только в позднем триасе проявились первые фазы киммери
Юрский период
Тектоника. В пределах океана Панталасса формировалась котловина Палеотихого океана. Пангея разделилась крестообразно пересекающимися разломами и затем распалась – начал форм
Меловой период
Тектоника. В начале мелового периода большая часть суши находилась в Западном полушарии. Почти завершилось разделение Южной Америки и Африки – продолжалось формирование Южно
Палеогеновый период
Тектоника. Завершилось разделениеАвстралии и Антарктиды. На северо-востоке Африки заложился рифт Красного моря, от Африканской платформы отделился Аравийский блок (рис. 23).
Неогеновый период
Тектоника. В миоцене вознеслись складки Анд и Северо-Американских Кордильер, оформился Панамский перешеек (рис. 24). В результате прервалась связь центра Атлантики с Тихим о
Новости и инфо для студентов