Летоисчисление земли. Геологическое летоисчисление

7. Геологическая хронология земной коры

Геохронология – последовательность геологических событий во времени, их продолжительность и соподчиненность:

– относительная геохронология отражает естественные этапы в истории развития Земли, основанная на принципе последовательности напластовывания и использует метод биостратиграфических построений;

– абсолютная геохронология определяет возраст и длительность подразделений геохронологической шкалы в промежутках времени, равных современному астрономическому году (в астрономических единицах). Она основана на изучении продуктов радиоактивного распада в минералах.

Геохронологическая (геоисторическая) шкала – иерархическая система геохронологических подразделений, эквивалентных единицам общей стратиграфической шкалы.

Стратиграфическое подразделение (единица) – совокупность горных пород, составляющих определенное единство по комплексу признаков (особенностям вещественного состава, органических остатков), который позволяет выделить ее в разрезе и проследить по площади.

Закономерности развития и образования земной коры изучает историческая геология . Возраст горных пород бывает абсолютным и относительным.

Абсолютный возраст – продолжительность существования (жизни) породы, выраженная в годах. Для его определения применяют методы, основанные на использовании процессов радиоактивных превращений, которые имеют место в некоторых химических элементах (уран, калий, рубидий), входящих в состав пород. Возраст магматических пород, а также химических осадков равен возрасту составляющих их минералов. Другие породы моложе входящих в их состав минералов.

Соотношение количеств совместно находящихся радиоактивного исходного изотопа и образовавшегося из него устойчивого элемента дает представление о возрасте вмещающих их пород. Методы определения абсолютного возраста получили свое название от продуктов радиоактивного распада: урано-свинцовый (свинцовый), гелиевый, калий-аргоновый (аргоновый), калий-кальциевый, рубидиево-стронциевый и др. Так, зная, какое количество свинца образуется из 1 г урана в год, определяя их совместное содержание в данном минерале, можно найти абсолютный возраст минерала и той горной породы, в которой он находится. По углероду 14 С, период полураспада которого равен 5568 лет, можно установить возраст образований, появившихся позднее. Установить абсолютный возраст горных пород можно по геохронологической шкале земной коры (табл.). Определение абсолютного возраста горных пород весьма трудная задача, решение которой стало возможным только в 50-тые годы XX века.

Геохронологическая шкала земной коры

Чем моложе определяемый возраст минерала, тем большее количество его требуется для анализа, так как не успевают накопиться продукты распада.

Минимальное количество минерала, требуемое для определения их возраста, г

При оценке относительного возраста различают более древние и более молодые горные породы. Проще определять относительный возраст у осадочных пород при ненарушенном их залегании (близко к горизонтальному залеганию). При складчатом расположении – иногда невозможно. Затруднительно и при наличии пород, слагающих участки, удаленные друг от друга.

Палеонтология – наука, устанавливающая закономерность развития жизни на Земле путем изучения останков животных и растительных организмов (окаменелости), имеющихся в толщах осадочных пород. Время образования той или иной породы соответствует времени гибели организмов, останки которых оказались захороненными при накоплении осадков. Трилобиты, папоротники, хвощи, лепидофиты, археоцитат, эхиносферит, кальцеола, кистеперые рыбы, каменный уголь …).

При этом используют два метода:

Стратиграфический метод применяют для толщ с ненарушенным горизонтальным залеганием слоев (рис. 11). Этот метод нельзя применить при складчатом расположении слоев. Считают, что нижележащие слои являются более древними, чем вышележащие. Молодым является слой 3 , а слои 1 и 2 более древние.

Рис. 11. Залегание слоев: а) – горизонтальное залегание слоев; б) – в виде складок

Палеонтологический метод позволяет определять возраст осадочных пород по отношению друг к другу независимо от характера залегания слоев и сопоставлять возраст пород, залегающих на различных участках. Каждому отрезку геологического времени соответствует определенный состав жизненных форм.

Все геологическое время разделили на отрезки. Для слоев пород, которые образовались в эти отрезки времени, были предложены свои названия, что позволило создать стратиграфическую шкалу (табл.).

Стратиграфическая шкала

* - различают и дополнительные единицы: подотдел – часть отдела; надъярус – несколько ярусов; подъярус – часть яруса; подзона – часть зоны

Наиболее крупные промежутки времени – эоны , а толщи пород, образовавшиеся за это время – эонотемы . Каждый эон делят на эры . Каждая эра подразделяется на периоды, периоды – на эпохи , группы – на системы и т.д. Самый короткий отрезок – век. Век – промежуток времени, в течение которого отложилась толща горных пород, образующих ярус. Продолжительность века в палеозое ~ 10 млн. лет, в мезозое и кайнозое ~ 5…6 млн. лет.

Представленная шкала многократно корректируется.

Инженеры-строители должны знать, что понимают под возрастными индексами горных пород и использовать это в своей работе, чтении геологической документации (карт и разрезов) при проектировании зданий и сооружений.

Особый интерес вызывает четвертичный период (табл.).

Схема расчленения четвертичного периода (системы)

Отложения четвертичного периода распространены почти повсеместно, их толщи содержат останки древнего человека и предметы его обихода. К толщам этих отложений приурочены месторождения россыпного золота и других ценных металлов. Многие породы четвертичного периода являются сырьем для производства строительных материалов. Большое место занимают отложения культурного слоя , появляющегося в результате деятельности человека. Он отличаются значительной рыхлостью и большой неоднородностью. Его наличие может осложнить строительство зданий и сооружений.

Рис. 12. Окаменелости палеогенового и неогенового периодов: а ), б ), в ), г ), д ), е ), и ) – брюхоногие моллюски; ж ), з ), к ), л ) – двустворчатые моллюски

Рис. 13. Окаменелости триасового периода: а ), в ), г ), д ), з ) – двустворчатые моллюски; б ) – брахиопода; е ) – аммонит, ж ) – криноидея

Рис. 14. Окаменелости юрского периода: а ) – устрицы; б ), е ), з ), к ) – аммониты; в ) – белемнит; г ) – посейдония; д ) – двустворчатый моллюск; ж ), и ) – брахиоподы

Рис. 15. Окаменелости мелового периода: а ), е ) – двустворчатые моллюски; б ), в) – белемниты; г ), д ), з ) – аммониты; ж ) – морские ежи

Рис. 16. Окаменелости палеозойской эры: а ) – трилобит; б ), в ), д ), ж ), л) – брахиоподы; г ) – цефалопода; е ) – криноидея; з ) – аммонит; и ) – морской бутон; к ) – сигиллярия

ОПРЕДЕЛЕНИЕ АБСОЛЮТНОГО ВОЗРАСТА ГОРНЫХ ПОРОД

Наиболее распространенный стратиграфический метод основан на принципе перекрывания одних слоев и пачек осадочных пород другими. В связи с развитием органического мира в различных осадках встречаются остатки различных представителей растительного и животного царства, отражающие их эволюцию. На основании этих двух фактов была выработана стратиграфическая шкала, самой крупной единицей которой является эра. Всего выделяется пять эр:

а) археозойская, или архейская (от древнегреческих слов: «архе», начало и «зое», жизнь) – эра начала жизни;

б) протерозойская (от «протерос», первый) – эра первичной жизни;

в) палеозойская (от «паляйос», древний) – эра древней жизни;

г) мезозойская (от «мезос», средний) – эра средней жизни;

д) кайнозойская (от «кайнос», новый) – эра новой жизни.

В свою очередь эры разделены на периоды, а периоды – на эпохи.

Стратиграфическая шкала является относительной: она указывает лишь на последовательность образования горных пород и развитие органического мира. Стратиграфическая шкала наиболее близка к реальной жизни только для наиболее поздних геологических явлений. К таковым относятся ледниковые отложения Северной Европы. Изучение озерных осадков (ленточных глин), позволило довольно точно установить возраст оледенения. Чередование тонких прослоев глинистых и песчаных частиц соответствует зимнему и летнему периодам. Таким образом, подсчитано, что Валдайское оледенение на северо-западе России началось около 90 тыс. лет тому назад. Однако по мере изучения все более древних осадочных отложений такой способ становится все менее и менее совершенным в силу большой измененности первичных осадков.

Также несовершенны и другие приемы оценки геологического времени, в частности по количеству глинистых и песчаных частиц, приносимых реками в океан, и сопоставлению этих величин с общей мощностью осадочных пород.

Точное установление возраста геологических формаций стало возможным только после открытия радиоактивности. Изучение радиоактивных веществ показало, что на скорость радиоактивного распада не влияют ни температура, ни давление, ни электрические и магнитные поля, ни, наконец, действие химических реагентов. Поэтому, зная количество накопившихся продуктов распада радиоактивного вещества и период полураспада их, можно вычислить время, за которое эти продукты распада образовались, т. е. вычислить абсолютное время существования радиоактивного вещества (минерала).

Зная количество продуктов радиоактивного распада, количество нераспавшихся атомов и константу распада, можно вычислить абсолютный возраст образования данного изотопа. Для этого нужно, чтобы конечные продукты распада не покидали радиоактивного вещества и были учтены полностью. Кристаллическая структура минералов является приближенно закрытой системой и продукты распада практически не покидают ее. Чем больше в минерале находится продуктов распада, тем древнее этот минерал.

Поскольку периоды полураспада для изотопов урана, тория и калия очень велики, то продукты радиоактивного распада этих элементов не могут в достаточном количестве (для их точного учета) накопиться за короткий промежуток времени. Поэтому определения возраста по радиоактивным изотопам урана, тория и калия затруднены для молодых геологических образований и практически показывают уверенные значения, начиная с мезозоя.

Для определения абсолютного возраста нужно следить, чтобы образцы пород не были выветрелыми, разрушенными или подвержены механическим деформациям; минералы не должны содержать включений других минералов. Все это нужно для того, чтобы получить материал, не потерявший продуктов радиоактивного распада. Наиболее желателен отбор минералов, имеющих кристаллическую форму, ибо в этом случае мы можем быть наиболее уверенными в сохранности продуктов радиоактивного распада.

В настоящее время для определения абсолютного возраста используют следующие методы определения абсолютного возраста: урано-свинцовый (свинцовый), гелиевый, калий-аргоновый (аргоновый), калий-кальциевый, рубидиево-стронциевый и т. д.

Урано-свинцовый метод. Для определения абсо­лютного возраста урано-свинцовым методом нужно знать весовые количества урана, тория и свинца в минерале, а также изотопный состав свинца. Определение изотопного состава свинца, как, впрочем, и других элементов, производится на специальных приборах – масс-спектрометрах. Природный свинец состоит из четырех изотопов: 204 РЬ, 206 РЬ, 207 РЬ и 208 РЬ; три последних обязаны своим происхождением радиоактивному распаду урана и тория, а 204 РЬ является нерадиогенным, количество его в геологической истории Земли постоянно.

Зная весовое количество урана в минерале, определяемое химически, мы, тем самым, знаем, сколько у нас изотопов 238 U и 235 U, ибо содержание в природном уране в настоящее время всегда равно 0,714 %.

Для определения возраста урано-свинцовым методом могут быть использованы следующие минералы: уранинит, монацит, ортит, циркон, пирохлор, эшинит, ксенотим, самарскит и др. Для приближенного определения возраста можно использовать отношение 207 РЬ/ 206 РЬ, извлекая свинец из таких минералов, как полевые шпаты.

Калий-аргоновый метод основан на ядерном превращении 40 К в 40 Аг и 40 Са. Природный калий состоит из изотопов: 39 К – 93,08 %, 40 К – 0,0119 % и 41 К – 6,91 %. Из них только 40 К является разноактивным изотопом, большая часть его (88 %) превращается в 40 Са и около 12 % – в 40 Аг. Отсюда и возникли калий-кальциевый и калий-аргоновый методы. Калий-аргоновый метод в настоящее время весьма широко распространен. Аргон выделяют из образца на специальных установках прокаливанием при температуре 1200…1400 °С в вакууме. Возраст минерала определяется по отношению 40 Аг/ 40 К. Калий определяется химически дипикриламинатным или тетрафенилборатным методами, а чаще методом фотометрии пламени.

Для определения возраста породы калий-аргоновым методом используют калийсодержащие минералы: мусковит, биотит, глауконит, сильвин, амфиболы. В некоторых случаях, когда трудно выделить отдельные минералы, определяют возраст породы в целом (например, глинистый сланец).

Рубидиево-стронциевый метод дает более надежные результаты, чем калий-аргоновый. Для определения возраста по рубидиево-стронциевому методу могут быть использованы минералы калия, рубидий.

Как уже отмечалось, урано-свинцовый и калий-аргоновый, а также рубидиево-стронциевый методы мало удобны для установления возраста новейших геологических образований.

Для определения наиболее молодых геологических образований применяется радиоуглеродный метод, сущность которого состоит в следующем. В верхних слоях атмо­сферы под действием корпускулярного излучения Солнца на 14 N образуется 14 С. Период полураспада 14 С равен примерно 5500 лет. Через этот промежуток времени количество 14 С распадается наполовину, снова образуя 14 N. Радиоактивный углерод 14 С примешивается в атмосфере к обычному углероду и попадает во все объекты природы (организмы животных, растения, горные породы).

Пока организмы живы, содержание 14 С в них постоянно, благодаря постоянному обмену с окружающей средой. Однако после их смерти обмен со средой прекращается и содержание 14 С начинает уменьшаться. Замеряя количество 14 С, можно определить возраст растительных остатков, прошедший со времени их смерти. Материалом для анализа является хорошо сохранившееся дерево, древесный уголь, торф, карбонатные илы. Этот метод применяется для установления возраста речных террас, морен, торфообразования, а также для датировки археологических памятников.

Погрешность составляет 100 лет. Радиоуглеродным методом устанавливают возраст объектов от 1000 до 30 000 лет.

Наиболее древние значения возраста горных пород и минералов близки к 3,5млрд. лет (Кольский полуостров). Возраст отдельных минералов древних щитов Канады, Южной Африки также близок к 3 млрд. лет. Наиболее древний возраст имеют геологические объекты на щитах, которые считаются древнейшими геологическими структурами Земли. Если возраст гранитов достигает 3,5млрд. лет, то естественно, что возраст земной коры должен быть значительно большим, ибо граниты внедрились в какие-то уже существовавшие породы, а если же они образовались ультраметаморфическим путем, т. е. в результате гранитизации, то, следовательно, гораздо раньше их уже существовали какие-то осадки. Древнейшие горные породы, которые удалось датировать, находятся в горном районе Нэрриер в Австралии. Возраст их 4,2 млрд. лет. В настоящее время считают, что возраст Земли составляет около 4,5млрд. лет. Эти данные хорошо согласуются с данными о возрасте небесных пришельцев-метеоритов, которые не древнее 4,5млрд. лет.

Как показали исследования, возраст горных пород Луны также оказался близким к 4,5млрд. лет. Последнее обстоятельство, как и другие геохимические данные, указывает на единство земного, лунного и метеоритного вещества. Возраст Солнца примерно в десять раз больше возраста Земли.

Геологические источники информации

Геологическая информация предполагает:

1. Сведения о месторождениях полезных ископаемых;
2. Сведения об их запасах;
3. Сведения об условиях залегания и путях использования полезных ископаемых;
4. Первичный фактический материал – образцы проб керна;
5. Данные измерений над геологическими объектами;
6. Аналитические материалы в виде таблиц, графиков, карт, отчетов и др.
7. Затраты на геологическую разведку полезных ископаемых.

Одним из более доступных источников геологической информации является геологическая карта.

Определение 1

Геологическая карта – это графическое изображение геологического строения какого-либо участка земной коры или в целом земного шара с помощью специальных условных знаков.

На геологических картах показывается распространение выходов горных пород на земной поверхности, которые различаются возрастом, происхождением, составом и условиями залегания. Геологическая карта дает возможность делать вывод о формировании земной коры и закономерностях распространения полезных ископаемых на территории. Создать геологическую карту можно по результатам геологической съемки, практического опыта, теоретического обобщения научных геологических достижений.

1. Собственно геологические карты;
2. Карты четвертичных отложений;
3. Геоморфологические карты;
4. Карты полезных ископаемых;
5. Прогнозные карты.

Собственно геологические карты по содержанию относятся к стратиграфическим картам до четвертичных пород. Они не показывают континентальные отложения. Исключением может быть большая мощность отложений или неизвестность подстилающих пород. Специальные условные знаки этой карты показывают возраст, состав, происхождение горных пород, условия их залегания и характер границ между ними.

Карты четвертичных отложений . На них идет разделение четвертичных горных пород по генезису, возрасту и составу. Карты показывают границы стадий оледенения, морские трансгрессии и регрессии, границы распространения многолетнемерзлых горных пород.

Литологические карты показывают состав и условия залегания тех пород, которые на поверхности обнажены или скрыты под четвертичными отложениями.

Геоморфологические карты отображают основные типы рельефа и его отдельные элементы. При этом учитывается их возраст и происхождение.

Тектонические карты показывают время, условия образования и формы залегания основных структурных элементов земной коры;

Гидрогеологические карты дают информацию о водоносных горизонтах, условиях их залегания, распространения, состава, режима подземных вод.

Инженерно-геологические карты дают информацию о физико-механических свойствах горных пород и современных геодинамических явлениях.

Карты полезных ископаемых отражают все сведения о месторождениях полезных ископаемых.

Прогнозные карты информируют о закономерностях размещения известных месторождений полезных ископаемых и указывают перспективные площади разных видов минерального сырья.

В зависимости от масштаба карты бывают:

1. Обзорные карты с геологией больших территорий – государств, материков;
2. Карты мелкого масштаба – показывают геологическое строение крупных регионов или государств;
3. Карты среднего масштаба отражают черты геологии отдельных территорий, например, геология Урала, Кавказа и др.

Относительное летоисчисление

Геологические события в хронологической последовательности представлены в единой международной геохронологической шкале или таблице. Таблица показывает последовательную смену и продолжительность эр и периодов в развитии земной коры и природы.

Выделяют пять эр:

1. Архейская эра – $1800$ млн. лет. Время примитивных бактерий и водорослей;
2. Протерозойская эра – $2000$ млн. лет. Время появления первых многоклеточных;
3. Палеозойская эра – $330$ млн. лет.
4. Мезозойская эра – $165$ млн. лет;
5. Кайнозойская эра – $70$ млн. лет.

Определение 2

Геологическая эра – это этап развития земной коры, соответствующий длительному этапу развития земной коры и органического мира.

Начиная с палеозоя эры, делятся на более короткие временные отрезки, получившие название периодов. Периодов $12$. В последний ещё не закончившийся четвертичный период кайнозойской эры живет современный человек.

В палеозойской эре выделяют 6 периодов:

1. Кембрий – расцвет морских беспозвоночных;
2. Ордовик – появление первых беспозвоночных;
3. Силур – появление первых наземных растений;
4. Девон – появление земноводных и рыб;
5. Карбон – господство папоротников хвощей, расцвет земноводных;
6. Пермь – появление голосеменных растений.

Мезозой включает 3 периода:

1. Триас – расцвет голосеменных растений, появление первых млекопитающих;
2. Юра – появление примитивных птиц;
3. Мел – вымирание рептилий, развитие птиц и млекопитающих.

Кайнозой включает три периода:

1. Палеоген – появление цветковых;
2. Неоген – широкое распространение птиц, млекопитающих и цветковых растений;
3. Антропоген – появление человека.

Геологические события часто определяются отношением одних временных единиц к другим. Такое деление истории Земли получило название относительная геохронология . В основе относительной геохронологии лежит стратиграфический анализ, позволяющий сопоставить и проследить отдельные слои, сходные по составу породы – это литостратиграфия.

Определение 3

Литостратиграфия – это метод расчленения, выделения условных временных отрезков.

В $1669$ г. Николаусом Стено был установлен закон последовательности напластования. Ученый определил, что нижние пласты осадочных горных пород являются более древними, потому что образовались раньше вышележащих. Таким образом, уже в $XVII$ веке появилась возможность установления относительной последовательности образования слоев, а это значит и тех событий, которые были с ними связаны. В результате исчезновения группы слоёв последовательность напластований может быть нарушена – это есть стратиграфический перерыв и на разрезах он обозначается волнистой чертой. Принцип Стено важный, но, как считают специалисты, имеет ряд ограничений. Принцип подходит для тех территорий, у которых тектоническое состояние спокойное и осадочные образования залегают горизонтально. В этом случае слои, расположенные выше, будут моложе по сравнению с нижележащими слоями. Если же тектонические движения смяли горные породы в складки, и они перемешались, то принцип Стено не подходит – последовательность слоёв нарушается. Если такие случаи возникают, на помощь приходит палеонтология. В горных породах остаются остатки органической жизни, по которым палеонтологи дают своё заключение о возрасте породы. Они используют принцип эволюции органического мира – от простейших к более сложным формам. Этот палеонтологический метод определения относительного возраста и последовательности залегания горных пород в относительной геохронологии является основным.

Абсолютное летоисчисление

Определение 4

Когда возраст горных пород определяется в годах – это уже будет абсолютное летоисчисление.

Абсолютное летоисчисление имеет две группы методов:

1. Скорость осадконакопления или сезонно-климатический метод. Геологические и биологические процессы связаны с сезонными изменениями климата, например, деревья имеют годичные кольца, по количеству которых можно определить их возраст. О возрасте коралловой постройки по годичным слойкам роста. Кольца деревьев и кораллов в окаменевшем виде не повреждаются и доходят до внимания ученых. Обнаружить годичные кольца можно и в осадочных горных породах, которые отложились в поймах, дельтах рек, в озерных отложениях. В этих породах образуется два слоя – весенний песчаный слой и зимний глинистый слой. Зимой принос грубообломочного материала прекращается и оседает глинистая муть, поэтому ежегодно образуется два тонких слоя – песчаный и глинистый. Для точности абсолютного летоисчисления важно, чтобы осадконакопление шло непрерывно и ритмику процессов ничего не нарушало. Кроме всего, подсчет возраста имеет свои ограничения – это десятки тысяч лет, но не миллионы;
2. Второй метод – скорость радиоактивного распада элементов . Идея была высказана в $1902$ г П. Кюри на основании того, что кристаллическая решетка многих минералов включает в себя радиоактивные изотопы в малых количествах. Образование минерала сопровождается накоплением продуктов естественного распада изотопов. Распад изотопов происходит с постоянной скоростью и никакие факторы не могут её изменить. Первым опробованным методом был уран-свинцовый, затем появился свинцово-изотопный, калий-аргоновый, рубидий-стронциевый, самарий-неодимовый, радиоуглеродный метод. В верхних слоях атмосферы из азота образуется радиоуглерод, который распадается с периодом полураспада $5570$ лет. Используют метод для определения возраста древесины, древесного угля, торфа, углесодержащих организмов. На основании радиологических методов определена продолжительность всех геологических эр и периодов, время их начала и конца.

Важной задачей геоморфологии наряду с изучением морфографии, морфометрии и генезиса является выяснение возраста рельефа. Как известно, в геологии возраст пород представляет одну из важнейших геологических характеристик, и он, по существу, составляет основное содержание общих геологических карт.

Возраст Земли как планеты по последним данным оценивается ~ 4,6 млрд. лет . Изучение метеоритов и лунных пород также подтверждает эту цифру. Однако самые древние породы Земли, доступные непосредственному изучению, имеют возраст около 3,8 млрд. лет. Поэтому весь более древний этап истории Земли носит название до геологической стадии. Для выяснения закономерностей и условий образования горных пород необходимо знать последовательность их образования и возраст, т.е. установить их геологическую хронологию.

Различают относительный возраст горных пород (относительная геохронология) и абсолютный возраст горных пород (абсолютная геохронология).

Определение относительного возраста пород- это установление, какие породы образовались раньше, а какие - позже. Различают два вида возраста рельефа:

1. Абсолютный возраст рельефа.

2. Относительный возраст рельефа.

Абсолютный возраст рельефа.

В последние десятилетия благодаря развитию радиоизотопных методов исследования широко применяется определение возраста отложений и форм рельефа в абсолютных единицах, т.е. в годах . Для этого необходимо знать период полураспада того или иного радиоизотопа; затем определяют соотношение его количества в отложениях с производным. Это достаточно надежный способ определения абсолютного рельефа.

Абсолютная геохронология устанавливает возраст горных пород в единицах времени . К методам определения абсолютного возраста пород относятся методы ядерной (или изотопной геохронологии) и не радиологические методы

Методы ядерной геохронологии в наше время являются наиболее точными для определения абсолютного возраста горных пород, в основе которых лежит явление самопроизвольного превращения радиоактивного изотопа одного элемента в стабильный изотоп другого . Суть методов состоит в определении соотношений между количеством радиоактивных элементов и количеством устойчивых продуктов их распада в горной породе. По скорости распада изотопа, которая для определенного радиоактивного изотопа есть величина постоянная, количеству радиоактивных и образовавшихся стабильных изотопов, рассчитывают время, прошедшее с начала образования минерала (соотв. и породы).

Разработано большое число радиоактивных методов определения абсолютного возраста: свинцовый, калиево-аргоновый, рубидиево-стронциевый, радиоуглеродный и др. (выше установленный возраст Земли 4,6 млрд. лет не установлен с применением свинцового метода).

Не радиологические методы уступают по точности ядерным.

Соляной метод был применен для определения возраста Мирового океана. Он основан на предположении, что воды океана были первоначально пресными, то, зная современное количество солей с континентов, можно определить время существования Мирового океана (~ 97 млн. лет).

Седиментационный метод основан на изучении осадочных пород в морях. Зная объем и мощность морских отложений в з.к. в отдельных системах и объем минерального вещества, ежегодно сносимого в моря с континентов можно вычислить продолжительность их наполнения.

Биологический метод базируется на представлении о сравнительно равномерном развитии орг. мира. Исходный параметр - продолжительность четвертичного периода 1,7 - 2 млн. лет.

Метод подсчета слоев ленточных глин, накапливающихся на периферии тающих ледников. Глинистые осадки откладываются зимой, а песчаные летом и весной, т.о. каждая пара таких слоев результат годичного накопления осадков (последний ледник на Балтийском море прекратил свое движение 12 тысяч лет назад).

Относительный возраст рельефа – это определение стадии его развития по комплексу характерных морфологических и динамических признаков.

Относительный возраст рельефа. Понятие «относительный возраст рельефа» в геоморфологии имеет несколько аспектов.

1. Развитие рельефа какой-либо территории или какой-либо отдельно взятой формы, как показал В. Девис, является стадийным процессом. Поэтому под относительным возрастом рельефа можно понимать определение стадии его развития. В качестве примера можно проследить развитие речных долин. Следовательно, один из аспектов определения относительного возраста рельефа - это определение стадии его развития по комплексу характерных морфологических и динамических признаков.

2. Понятие «относительный возраст рельефа» применяется также при изучении взаимоотношений одних форм с другими. В общем случае любая форма является более древней по отношению к тем, которые осложняют ее поверхность и сформировались в более позднее время.

3. Определение относительного геологического возраста рельефа означает установление того отрезка времени, когда рельеф приобрел черты, в основном аналогичные его современному облику. Если речь идет об аккумулятивных формах рельефа, то вопрос сводится к определению обычными геологическими методами возраста слагающих эту форму отложений. Так, речные террасы, сложенные среднечетвертичными отложениями, имеют среднечетвертичный возраст; древние дюны, сложенные эоловыми плиоценовыми отложениями, имеют плиоценовый возраст и т. д.

Относительный возраст осадочных горных пород устанавливается с помощью геолого-стратиграфических (стратиграфического, литологического, тектонического, геофизических) и биостратиграфических методов.

Стратиграфический метод основан на том, что возраст слоя при нормальном залегании определяется - нижележащие их слои являются более древними, а вышележащие более молодыми. Этот метод может быть использован и при складчатом залегании слоев. Не может быть использован при опрокинутых складках.

Литологический метод основан на изучении и сравнении состава пород в разных обнажениях (естественных- в склонах рек, озер, морей, искусственных - карьерах, котлованах и т.д.). На ограниченной по площади территории, отложения одинакового вещественного состава (т.е. состоят из одинаковых минералов и горных пород) , могут быть одновозрастными. При сопоставлении разрезов различных обнажений используют маркирующие горизонты, которые отчетливо выделяются среди других пород и стратиграфиески выдержаны на большой площади.

Тектонический метод основан на том, что мощные процессы деформации горных пород проявляются (как правило) одновременно на больших территориях, поэтому одновозрастные толщи имеют примерно одинаковую степень дислоцированности (смещения). В истории Земли осадконакопления периодически сменялись складчатостью и горообразованием.

Возникшие горные области разрушались, а на выровненную территорию вновь наступало море, на дне которого уже несогласно накапливались толщи новых осадочных горных пород в этом случае различные несогласия служат границами, подразделяющими разрезы на отдельные толщи.

Геофизические методы основаны на использовании физических характеристик отложений (удельного сопротивления, природной радиоактивности, остаточной намагниченности горных пород и т.д.) при их расчленении на слои и сопоставлении.

Расчленение пород в буровых скважинах на основании измерений удельного сопротивления горных пород и пористости называется электрокаротаж, на основании измерений их радиоактивности - гамма-каротаж .

Изучение остаточной намагниченности горных пород называют палеомагнитным методом ; он основан на том, что магнитные минералы, выпадая в осадок, распластаются в соответствии с магнитным полем Земли той эпохи которая, как известно, постоянно менялась в течении геологического времени. Следовательно, в различных слоях направление магнитного поля будет различным. Палеомагнитизм позволяет т.о. сопоставлять отложения значительно удаленные друг от друга (западное побережье Африки и восточное побережье Латинской Америки).

Биостратиграфические или палеонтологические методы состоят в определении возраста горных пород с помощью изучения ископаемых организмов.

7 класс__________________________________

Тему: Строение земной коры, геологическое летоисчисление и геохронологическая таблица.

Тип урока: комбинированный

Цель: Формировать представление о внутреннем строении земли, земной коре, мантии и ядре; представление о рельефе.

Задачи урока:

Развивать умения самостоятельно анализировать рисунки, работать с учебником.

Воспитывать понимание необходимости рационально использовать полезные ископаемые.

Развивать речевую деятельностью.

Оборудование: Учебник, карта « Строение земной коры», коллекция горных пород.

Основные понятия : земная кора, мантия, ядро, рельеф, горные породы и минералы.полезные ископаемые.

Планируемые результаты:

назвать три слоя Земли: ядро, мантию, земную кору;

давать определения понятиям: земная кора, полезные ископаемые;

Методы работы: объяснительно – репродуктивный, исследовательский, репродуктивный, частично поисковый.

Ход урока:

1. Организационный момент.

Приветствие.

2. Повторение пройденного материала.

В каких состояниях находится вода?

С колько % воды в человеческом теле?

Какими свойствами обладает вода?

Где зародилась жизнь на Земле?

Сколько океанов на земле?

Что называется теплопроводностью?

При какой температуре замерзает вода?

В какое состояние переходит вода при замерзании?

Что называют ледниками?

Когда вода переходит в газообразное состояние?

Что такое пар?

Что происходит с водой при понижении температуры ниже +4ºС?

Почему зимой лопаются водопроводы?

Что называется раствором?

Какую работу производит вода в природе?

3. Усвоение нового материала:

Рассказ учителя.

Внутреннее строением Земли. И горными породами.

Ответьте на вопросы: какие три оболочки мокружают Землю? (атмосфера, литосфера, гидросфера)

Из каких частей состоит Земля? (ядро, мантия, земная кора).

Задание 2. Заполнить таблицу: « Внутреннее строение Земли»

Название слоя

Толщина

Температура

Ядро: внешнее,внутреннее

34% всей массы Земли

Мантия: нижняя и верхняя

Земная кора

От 5-7км. До 75 км.

Повышается с глубиной

Задание3. Прочитайте раздел «Горные породы» и ответьте на вопросы:

Чем образована земная кора?

Из чего состоят горные породы?

Какими свойствами обладают горные породы?

На какие три группы делятся горные породы по способу образования?

Задание4. Используя динамическое пособие создать модель внутреннего строения Земли.

Ответить на вопросы:

Каково внутреннее строение Земли?

Что представляет собой ядро?

В каком состоянии находится верхняя часть мантии?

Как называются неровности земной поверхности?

Из чего состоит земная кора?

4. Закрепление

5. Домашнее задание: §4 ,зарисовать внутреннее строение Земли.