Геологическое летоисчисление история развития земли таблица. Конспект урока по географии на тему "Геологическое летоисчисление и геологическая карта" (8 класс)

Важно знать время образования горных пород и , хронологическую последовательность геологических событий.

Источником информации о развитии Земли во времени прежде всего являются осадочные , которые в подавляющем большинстве сформировались в водной среде и поэтому залегают слоями.

Чем глубже от земной поверхности лежит слой, тем раньше он образовался и, следовательно, является более древним по отношению к любому слою, который расположен ближе к поверхности и является более молодым. На этом простом рассуждении основывается понятие относительного возраста, которое легло в основу относительной геохронологии.

Относительный возраст пород легко устанавливается в случае горизонтального залегания слоев. Например, в береговом обрыве сверху вниз легко различаются слои песка, глины и известняка. Наиболее древней породой здесь будет известняк, затем образовался слой глины и самым молодым является слой песка. Если поблизости в другом обнажении обнаруживается та же последовательность пород (снизу вверх: известняк, глина, песок), мы можем предположить, что одноименные слои одновозрастны.

Однако сопоставление пород по составу эффективно только для увязки пород на небольших расстояниях. Многие породы, разные по возрасту, имеют сходный состав, и напротив, одновозрастные, но образовавшиеся в различных условиях породы будут отличаться по составу. Поэтому наиболее достоверно определение относительного возраста по остаткам растительных и животных организмов — окаменелостям, сохранившимся в породах. Отложения одного возраста, если они сформировались в сходных условиях, содержат сходные или одинаковые окаменелости. Это позволяет сопоставлять одновозрастные толщи, если они имеют разный состав и расположены в разных регионах Земли.

Самые длительные временные интервалы в относительной геохронологии — эоны; эоны делятся на эры, эры — на периоды, периоды — на эпохи, эпохи — на века и т.д. За отрезок времени, равный эону, накопилась толща осадочных пород, соответствующая эонотеме, за эру — эратеме, за период — системе, за эпоху — отделу, за век — ярусу и т.д.

В отличие от относительной абсолютная геохронология призвана измерить геологическое время в астрономических единицах — годах. Существуют две группы методов определения абсолютного возраста: сезонно-климатические и радиологические. Сезонно-климатические методы применимы к породам, имеющим сезонную слоистость, и сводится к подсчету сезонных слоев. Радиологические (изотопные) методы основываются на определении возраста минералов по распаду радиоактивных изотопов, которые в малых количествах входят в кристаллическую решетку многих минералов. Так как процесс распада осуществляется с постоянной скоростью, результаты определений являются независимыми от тех или иных условий среды. Наиболее часто для абсолютных датировок используют 235 U, 40 K, 87 Rb, 147 Sm, 14 C. Кроме того, дополнительным методом геохронологического расчленения пород является изучение палеомагнетизма, на основе чего составлена палеомагнитная шкала времени. Изотопные и палеомагнитный методы особенно важны для определения возраста магматических и метаморфических пород.

Геологическая хронология, или геохронология , основана на выяснении геологической истории наиболее хорошо изученных регионов, например, в Центральной и Восточной Европе. На основе широких обобщений, сопоставления геологической истории различных регионов Земли, закономерностей эволюции органического мира в конце прошлого века на первых Международных геологических конгрессах была выработана и принята Международная геохронологическая шкала, отражающая последовательность подразделений времени, в течение которых формировались определенные комплексы отложений, и эволюцию органического мира. Таким образом, международная геохронологическая шкала - это естественная периодизация истории Земли.

Среди геохронологических подразделений выделяются: эон, эра, период, эпоха, век, время. Каждому геохронологическому подразделению отвечает комплекс отложений, выделенный в соответствии с изменением органического мира и называемый стратиграфическим: эонотема, группа, система, отдел, ярус, зона. Следовательно, группа является стратиграфическим подразделением, а соответствующее ей временное геохронологическое подразделение представляет эра. Поэтому существуют две шкалы: геохронологическая и стратиграфическая. Первую используют, когда говорят об относительном времени в истории Земли, а вторую, когда имеют дело с отложениями, так как в каждом месте земного шара в любой промежуток времени происходили какие-то геологические события. Другое дело, что накопление осадков было неповсеместным.

• Архейская и протерозойская эонотемы, охватывающие почти 80% времени существования Земли, выделяются в криптозой, так как в докембрийских образованиях полностью отсутствует скелетная фауна и палеонтологический метод к их расчленению неприменим. Поэтому разделение докембрийских образований базируется в первую очередь на общегеологических и радиометрических данных.
• Фанерозойский эон охватывает всего 570 млн. лет и расчленение соответствующей эонотемы отложений базируется на большом разнообразии многочисленной скелетной фауны. Фанерозойская эонотема подразделяется на три группы: палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую, отвечающие крупным этапам естественной геологической истории Земли, рубежи которых отмечены достаточно резкими изменениями органического мира.

Названия эонотем и групп происходят от греческих слов:

• "археос" - самый древний, древнейший;
• "протерос" - первичный;
• "палеос" - древний;
• "мезос" - средний;
• "кайнос" - новый.

Слово "криптос" означает скрытый, а "фанерозой" - явный, прозрачный, так как появилась скелетная фауна.
Слово "зой" происходит от "зоикос" - жизненный. Следовательно, "кайнозойская эра" означает эру новой жизни и т.д.

Группы подразделяются на системы, отложения которых сформировались в течение одного периода и характеризуются только им свойственными семействами или родами организмов, а если это растения, то родами и видами. Системы были выделены в различных регионах и в разное время, начиная с 1822 г. В настоящее время выделяются 12 систем, названия большей части которых происходят от тех мест, где они впервые были описаны. Например, юрская система - от Юрских гор в Швейцарии, пермская - от Пермской губернии в России, меловая - по наиболее характерным породам - белому писчему мелу и т.д. Четвертичную систему нередко именуют антропогеновой, так как именно в этом возрастном интервале появляется человек.

Системы подразделяются на два или три отдела, которым соответствуют ранняя, средняя, поздняя эпохи. Отделы, в свою очередь, разделяются на ярусы, которые характеризуются присутствием определенных родов и видов ископаемой фауны. И, наконец, ярусы подразделяются на зоны, являющиеся наиболее дробной частью международной стратиграфической шкалы, которой в геохронологической шкале соответствует время. Названия ярусов даются обычно по географическим названиям районов, где этот ярус был выделен; например, алданский, башкирский, маастрихтский ярусы и т.д. В то же время зона обозначается по наиболее характерному виду ископаемой фауны. Зона охватывает, как правило, только определенную часть региона и развита на меньшей площади, нежели отложения яруса.

Всем подразделениям стратиграфической шкалы соответствуют геологические разрезы, в которых эти подразделения были впервые выделены. Поэтому такие разрезы являются эталонными, типичными и называются стратотипами, в которых содержится только им свойственный комплекс органических остатков, определяющий стратиграфический объем данного стратотипа. Определение относительного возраста каких-либо слоев и заключается в сравнении обнаруженного комплекса органических остатков в изучаемых слоях с комплексом ископаемых в стратотипе соответствующего подразделения международной геохронологической шкалы, т.е. возраст отложений определяют относительно стратотипа. Именно поэтому палеонтологический метод, несмотря на присущие ему недостатки остается наиболее важным методом определения геологического возраста горных пород. Определение относительного возраста, например, девонских отложений, свидетельствует лишь о том, что эти отложения моложе силурийских, но древнее каменноугольных. Однако установить длительность формирования девонских отложений и дать заключение о том, когда (в абсолютном летоисчислении) произошло накопление этих отложений - невозможно. Только методы абсолютной геохронологии способны ответить на этот вопрос.

Таб. 1. Геохронологическая таблица

Проблема определения абсолютного возраста горных пород, продолжительности существования Земли издавна занимала умы геологов, и попытки ее решения предпринимались много раз, для чего использовались различные явления и процессы. Ранние представления об абсолютном возрасте Земли были курьезными. Современник М. В. Ломоносова французский естествоиспытатель Бюффон определял возраст нашей планеты всего лишь в 74 800 лет. Другие ученые давали различные цифры, не превышающие 400-500 млн. лет. Здесь следует отметить, что все эти попытки заранее были обречены на неудачу, так как они исходили из постоянства скоростей процессов, которые, как известно, менялись в геологической истории Земли. И только в первой половине XX в. появилась реальная возможность измерять действительно абсолютный возраст горных пород, геологических процессов и Земли как планеты.

Тема: Геологическое летоисчисление и геологическая карта».

Цели урока:

повторить основные понятия темы: “Литосфера и рельеф”,

познакомить с науками, изучающими земную кору. Сформировать представление о геохронологической таблице, дать знания о геологическом летоисчислении.

рассмотреть биологическую эволюцию жизни на Земле, не углубляя данного вопроса, -развивать умения учащихся устанавливать причинно- следственные связи;

продолжить формирование представлений о меж предметных связях;

способствовать познавательной активности учащихся и интереса к изучаемым предметам при помощи новых информационных технологий.

Оборудование: компьютер, проектор, коллекция полезных ископаемых, физическая карта России, геохронологическая таблица, тектоническая карта России.

Ход урока:

I. Организационный момент.

II. Историческая справка.

Учитель. Современный рельеф планеты – это результат длительного геологического развития и влияния современных рельефообразующих процессов: внутренних (эндогенных) и внешних (экзогенных), в том числе и человека. Для понимания различий современного рельефа надо знать геологическую историю его формирования. Строение и историю развития Земли по расположению горных пород изучает наука - геология . Многие годы геологи, изучая горные породы, пытались определить возраст Земли. Но еще недавно они были далеки от успеха. В начале 17 века архиепископ Армы Джеймс Ашер вычислил дату сотворения мира по Библии, и определил ее как 4004 г. до н. э. Но он ошибался более чем в миллион раз. Сегодня ученые считают, что возраст Земли – 4600 миллионов лет. Он приблизительно равен возрасту Солнца и других планет.

Геология делится на отрасли:

Историческая геология – изучает закономерности строения земной коры в течении геологического времени.

Геотектоника – учение о строении земной коры и формировании тектонических структур (складки, сбросы, трещины итд.)

Палеонтология – это наука о вымерших организмах, которые изучают, по окаменелостям, сохранившемся твердым скелетам итд.

Минералогия – наука, изучающая минералы.

Петрография – наука, изучающая горные породы. Геохронология изучает возраст, продолжительность, последовательность формирования горных пород.

Геохронологический метод – основан на изучении последовательности расположения осадочных пород.

– Что называют осадочными горными породами?
– Объясните механизм образования осадочных пород (под воздействием погодных условий горные породы разрушаются, реки несут их обломки в озёра и моря, где из накапливающихся отложений образуются осадочные горные породы )
– Приведите примеры. (Показать образцы)

III. Объяснение нового материала.

Учитель. При изучении возраста Земли составили календарь Земли. История Земли разделена на длительные промежутки времени – эры. Эры делятся на периоды , периоды на эпохи , эпохи – на века . (Запись в тетрадь)
Названия эр греческого происхождения: архейская – древнейшая, протерозойская – ранняя, палеозойская – древняя, мезозойская- средняя, кайнозойская – новая. На основе определения геологического возраста горных пород учёные составляют геохронологические таблицы. Чтение таких таблиц начинают снизу по мере залегания горных пород. На нашем уроке мы составим таблицу, в которую занесем главнейшие геологические события, полезные ископаемые, проследим основные этапы развития жизни, этапы химической эволюции. (Заполнение таблицы в процессе изучения нового материала)

Учитель. Протопланетный этап – возникновение Вселенной. Любой электрон попытавшийся приблизиться к высокоэнергетическому протону, тут же отбрасывался в результате столкновения с ним. Но время работало против излучения. Расширение остужало Вселенную и протоны постепенно теряли свою энергию, поскольку им приходилось заполнять всё больше пространство. Спустя примерно миллион лет температура упала до 4000 С, что уже позволило ядрам удерживать электроны на орбитах. Именно на этой стадии развития Вселенной образовались атомы. В течение несколько тысяч лет электроны устроились на орбитах вокруг ядер водорода. Планета Земля формировалась из сгустков пыли, газа и более твёрдых частиц. Часто в этот сгусток попадали метеориты, которые повышали температуру юной планеты. Постепенно рой метеоритов рассеялся, и наступила эпоха вулканизма. Лава, извергаемая вулканами застывала, и формировался первичный облик Земли.

Учитель. Докембрийский период . В геологии в этот период образуется первичная земная кора, которая разрастается в процессе вулканизма и осадочных пород. Так образовались крупные платформы. Жизнь в докембрийский период стала геологическим фактором – живые организмы меняли форму и состав земной коры, формировали её верхний слой – биосферу.

Вопросы.

– Назовите и покажите их по карте.
– Чему соответствуют они в рельефе? (Русская и Западно-Сибирская равнины)

Фундаменты платформ сложены магматическими и метаморфическими породами.

– Какие породы называют магматическими и метаморфическими? Приведите примеры. (Гнейсы, граниты, кварциты - показ минералов из коллекции)

В Докембрийский период образуются складчатые области на юге Сибирской платформы.

– Что называют складчатыми областями?
– Как они образуются?

– Чему они соответствуют в рельефе? Назовите их и покажите на карте. (Горы Прибайкалья и Забайкалья)

Для полезных ископаемых докембрия характерна высокая рудоносность (магнитный железняк, красный железняк, медный колчедан, свинцовый блеск – показ минералов).

Учитель. Палеозойская эра . В палеозойскую эру, в результате столкновения литосферных плит, образовались горы суши. С самого своего возникновения животные находятся в зависимости от растений, которые снабжают их кислородом и стоят в основании пищевой пирамиды. Расскажите о животных и растениях, которые зарождались в Палеозойскую эру.

– Определите по карте какие горы образовались в этот период? (Уральские горы, Алтай, Западные и Восточные Саяны) . В результате изобилия растительности и животного мира в этот период образовываются нефть, уголь, соли. Угли карбона и Перми составляют 40% запасов углей Земли.

Показ минералов.

Учитель. Мезозойская эра. По тектонической карте определите территории, образование которых проходило в мезозойскую эру? (Горы Сихотэ-Алинь; хребты Черского и Верхоянский). Это эра пресмыкающихся и голосеменных растений. Пресмыкающиеся животные заселили всю сушу, море, некоторые приспособились к полету. Полными “хозяевами” суши стали динозавры.

– Назовите полезные ископаемые мезозойской эры. (Золото, цинк, мышьяк, серебро, олово, вольфрам и другие)
Эти полезные ископаемые возникли в результате активных тектонических движений. В настоящее время разнообразие рельефа этих территорий является результатом геологической истории.
Часть океанической плиты опустилась, а отдельные блоки поднялись, впоследствии образовались платформы. В условиях теплого и влажного климата, высокой биомассы сформировались залежи углей. Самый крупный Зырянский каменноугольный бассейн мощность пластов 700-800 метров (показ по карте).

Учитель. Кайнозойская эра. С началом кайнозойской эры материки Лавразия и Гондвана стали “расползаться”, образуя новые материки. При этом происходило перемещение литосферных плит и их столкновение друг с другом. Так образовывались складки, т.е. горные хребты.

В кайнозойскую эру на территории России складчатость происходила в пределах Альпийско-Гималайского и Тихоокеанского поясов. Это соответствует Северному Кавказу (рис. 67, 68), где горы растут, о чем свидетельствует вулканизм и землетрясения. Здесь проходит граница столкновения Евразийской и Африкано-Аравийской литосферных плит. Тихоокеанскому поясу соответствуют Курилы и Камчатка (рис. 69,70). Здесь продолжается закладка материковой земной коры, поэтому наблюдают землетрясения, гейзеры, вулканизм.

Вопросы:

– Покажите по карте Курильские острова и полуостров Камчатка.
– Назовите самый большой вулкан России.
– Покажите Кавказские горы и самую высокую вершину России.

Среди полезных ископаемых выделяют фосфориты, бурые угли, бокситы, алмазы, драгоценные камни.

В четвертичный период наступает оледенение. В этот период наблюдается чередование повышения и понижения температур. В России насчитывают 3 оледенения: Окское, Днепровское, Валдайское. Последняя послеледниковая эпоха длится 10 тысяч лет. Кайнозой – эра расцвета цветковых растений, птиц и млекопитающих.

Закрепление.

Наука, изучающая строение и историю развития Земли, называется…(геология ).

Учение о строении земной коры и движениях ее называется - … (геотектоника )

Раздел геологии, который занимается изучением возраста, продолжительности и последовательности образования горных пород …(геохронология )

Самые длительные отрезки времени в геологической истории Земли – это …(эры )

Самая древняя эра - …(архейская )

Мы живем в эру новой жизни …(кайнозойскую )

Таблица, содержащая сведения о последовательной смене эр и периодов, важнейших геологических событиях, этапах развития жизни, называется …(геохронологическая )

По таблице найдите период, в который произошло древнее оледенение (четвертичный или антропогеновый )

Самое древнее горообразование называется (байкальская складчатость )

Самые молодые горы образовались в …(альпийскую ) складчатость.

Итоги урока.

– Какие этапы развития Земли мы с вами определили?
– Как менялся облик Земля на протяжении 4,6 миллионов лет?
– Какие процессы формировали облик Земли?
– Что происходило с живыми организмами в это время?
– Каковы ваши впечатления о развитии жизни на Земле?

Домашнее задание: п. 11, закончить таблицу, и выучить ее.

Геологическое летоисчисление. Основные этапы геологической истории Земли

«Никто не может рассказать нам, как образовалась Земля, так как ни один ученый не мог наблюдать это сам» (Академик В.А. Обручев).

Образование и возраст Земли

Вопрос о происхождении и возрасте нашей планеты издавна занимает умы землян. По последним данным, Земля образовалась из холодного газово-пылевого облака 4,6 млрд. лет назад.

При столкновении частиц газово-пылевого облака выделялось тепло. В результате, уже на ранней стадии эволюции Земли начали проявляться процессы гравитационной дифференциации вещества. Тяжелые элементы, опускаясь вниз, образовали центральное ядро Земли. Более легкие поднимались вверх.

В определенный момент Земля достигла размеров, достаточных для того, чтобы удерживать газы, выделявшиеся на ее поверхность из внутренних зон.

Земная атмосфера, видимо, состояла, главным образом, из углеводородных газов, аммиака, углекислоты и свободного водорода.

Взаимодействие между углекислотой и водородом, по-видимому, привело к образованию метана и водяного пара. В атмосфере и на поверхности Земли появилась вода. Около 4 млрд. лет назад образовалась твердая базальтовая кора. С тех пор Земля прошла необратимый путь развития и приобрела сложную геологическую структуру. Восстановить основные этапы эволюции Земли ученым удалось с помощью специальных геологических методов.

Стратиграфическая шкала

Одним из таких методов является стратиграфический метод. Стратиграфия (лат. «стратум» - слой, греч. «графо» - пишу) - это наука, изучающая последовательность формирования горных пород и периодизацию геологической истории.

По мере накопления фактических данных ученые приходили к мнению о значительной длительности геологической истории Земли. Стало очевидным, что горные породы, слагающие земную кору, образовались в определенной последовательности.

Особая роль в развитии стратиграфического метода принадлежит датскому натуралисту Николаусу Стенону (1638-1987). Он высказал следующие важные постулаты: каждый слой, заключающий оболочки другого слоя, образуется после него; всякий слой отложится после того, на котором он залегает, и ранее того, который его покрывает.

Подлинную революцию в стратиграфии совершили данные палеонтологии (греч. «палайос» - древний, «онтос» - сущее, «логос» - учение). Это наука о вымерших животных и растениях, населявших некогда Землю. Отмирая, они последовательно захоронялись в древних осадках, «консервировались» в них и превращались в окаменелости.

В 1799 г. англичанин Уильям Смит (1769-1839) обратил внимание на то, что в некоторых пластах горных пород, далеко отстоящих друг от друга, содержатся одинаковые окаменелости. Это натолкнуло Смита на мысль, что слои с одинаковыми окаменелостями являются одновозрастными.

Опираясь на результаты палеонтологических исследований и принцип Смита, геологи подразделили всю толщу осадочных слоев земной коры на ряд естественных серий. Каждой из них соответствует свой определенный комплекс ископаемых окаменелостей.

Это позволило затем разработать стратиграфические шкалы, основанные на эволюции органического мира и выделении естественных этапов развития Земли. Стратиграфическая шкала - это графическое изображение последовательности напластования геологических образований в конкретном районе или в целом по земному шару. Различают общую для всего земного шара, региональные и локальные (для отдельного участка земной коры) стратиграфические шкалы.

Сначала шкалы последовательности напластования горных пород строились, в основном, на литологическом (греч. «литос» -камень) принципе. Одну из первых таких шкал по материалам Саксонии создал немецкий геолог Абраам Готлоб Вернер (1749-1817). Он считал, что в каждую эпоху на земном шаре образуются горные породы определенного состава. Вернер подразделил все породы на «первозданные» и более молодые - «переходные», «слоистые» и «наносные» формации. Каждая из них характеризовалась различным минеральным составом.

Общая для всего земного шара стратиграфическая шкала была разработана в 1881 г. в Болонье и в 1900 г. в Париже на второй и восьмой сессиях Международного геологического конгресса. Основными ее подразделениями являются группы. Они представляют наиболее крупные комплексы горных пород. Группы подразделяются на системы. А системы, в свою очередь, состоят из серий (отделов), ярусов и зон.

Шкала стратиграфических и хронологических подразделений

подразделения

Хронологические

подразделения

Группа

Эра

Система

Период

Серия (отдел)

Эпоха

Ярус

Век

Зона

Фаза

В разрезе земной коры выделяются пять групп. Это - архейская, археозойская (греч. «архэос» - изначальный, древний, «зоэ» -жизнь), протерозойская (греч. «протерос» - более ранний), палеозойская (греч. «палайос» - древний), мезозойская (греч. «мезос» - средний) и кайнозойская (греч. «кайнос» - новый) группы.

Геохронологическая шкала

Параллельно со стратиграфической шкалой, отражающей последовательность образования горных пород, была создана шкала геологического времени. Ее назвали геохронологической (греч. «гео» -земля, «хронос» - время) шкалой. Подразделения геохронологической шкалы соответствуют определенным подразделениям стратиграфической шкалы. Так, группы горных пород образовались в течение одной эры, системы - в течение периодов и т.д.

Созданная таким образом геохронологическая шкала указывала не абсолютные даты (в годах), а лишь относительную последовательность и соподчиненность во времени геологических событий, выделенных по данным эволюции органического мира.

Ученые не сразу научились определять абсолютный возраст горных пород и длительность подразделений стратиграфической шкалы. Здесь на помощь геологам пришли радиологические методы. Они позволяют устанавливать возраст горных пород в абсолютных единицах времени - в тысячах и миллионах лет.

Радиологические методы основаны на использовании явления самопроизвольного распада радиоактивных элементов - урана, тория, калия и др. Конечными продуктами распада атомов урана и тория являются металл свинец и газ гелий. Из 100 г урана за 74 млн. лет образуется 1 г (1 %) изотопа свинца Pb 206 . Гелий частично улетучивается, свинец же постоянно накапливается в минералах.

Распад содержащихся в горных породах радиоактивных элементов происходит с постоянной скоростью, не зависящей от изменения условий окружающей среды. Зная скорость распада, например, урана, оставшееся его количество и количество накопившегося в минерале свинца, можно путем умножения количества свинца (в процентах) на 74 млн. лет определить абсолютный возраст минералов. А по нему можно установить и время образования данного пласта.

Кроме свинцового метода используется и аргоновый метод определения абсолютного возраста горных пород. Он основан на распаде широко распространенного в природе изотопа калия с атомной массой 40. Около 12 % указанного изотопа калия в процессе радиоактивного распада переходит в аргон с тем же атомным весом. Частицы аргона удерживаются в кристаллических решетках минералов. В случае аргонового метода определяется соотношение в калиевых минералах изотопов аргона и калия с атомным весом 40.

Геологическая история земли подразделяется на пять эр. Из названия совпадают с названием соответствующей группы стратиграфической шкалы. Это - архейская (археозойская), протерозойская, палеозойская, мезозойская и кайнозойская эры.

В породах архея и протерозоя обнаружены лишь редкие следы простейших ископаемых организмов. Поэтому допалеозойский этап назван криптозоем (греч. «криптос» - скрытый, «зоэ» - жизнь). В отличие от него, следующий этап геологической истории Земли получил название фанерозой (греч. «фанерос» - явный, «зоэ» - жизнь) .

Криптозойский этап

Между возрастом Земли как планеты (4,6 млрд. лет) и возрастом изученных древнейших горных пород имеется большой хронологический пробел. Геологическая история Земли насчитывает 4,2 - 4,0 млрд. лет. Основную ее часть - более 85 % составляет допалеозойский этап. Он охватывает огромный по продолжительности интервал (3,4 - 3,6 млрд. лет), соответствующий времени формирования отложений археозойской и протерозойской групп.

Таблица

Геологические этапы и развитие жизни на земле

Система

Главнейшие группы организмов

Абсолютный возраст (млн. лет)

Кайно-

зойская

Антропо-геновая

Человек, млекопитающие, морские и пресноводные моллюски, кораллы, морские ежи и лилии, губки, фораминиферы

0 - 1,6

Неоге-новая

Млекопитающие, в том числе векообразные обезьяны и трехпалые лошади

1,6 - 24,6

Палеоге-

новая

Господство млекопитающих (появление низших обезьян); пресмыкающиеся. Из беспозвоночных пелециподы, гастроподы, нуммулиты, орбитолиды; из водорослей - диатомовые

24,6 - 65

Мезо-зойская

Меловая

Млекопитающие; в массовом количестве пресмыкающиеся. Расцвет и гибель динозавров – на суше, в воде и воздухе. Костистые рыбы; птицы. Из беспозвоночных - крупные аммониты, устрицы, белемниты, кораллы, губки, мелообразующие глобигерины, орбитолины. Покрытосеменные и голосеменные растения

65 - 144

Юрская

Массовое развитие пресмыкающихся амфибий; примитивные млекопита-ющие; костистые рыбы, рифообразующие кораллы, аммониты, устрицы; насекомые

144 - 213

Триасовая

Первые млекопитающие (мелкие сумчатые). Костистые рыбы. Господство пресмыкающихся - наземных, водных, летающих; первые ящерицы, черепахи, крокодилы, змеи. Динозавры. Ихтиозавры. Птерозавры. Археоптерикс. Из беспозвоночных - морские лилии, аммониты, белемниты, беллерофоны, кораллы и др.

213 - 248

Палеозойская

Пермская

Вымирают трилобиты и панцирные рыбы. Амфибии, примитивные пресмыкающиеся; беспозвоночные - брахиоподы, гониатиты, аммониты, пелециподы, мшанки. Гибнут леса папоротников и хвощей. Большинство споровых растений (плауновых, хвощевых) заменилось голосеменными в виде первичных хвойных

248 - 286

Карбоно-вая

Расцвет земноводных и насекомых. Позвоночные - акулоподобные рыбы; из беспозвоночных - брахиоподы, гониатиды, наутилоидеи; из растений - семенные папоротники и кордаиты, плауновые, каламиты, клинолистники

286 - 360

Палеозойская

Девонская

Первые амфибии; первые акулы, кистеперые и двоякодышащие рыбы, панцирные рыбы. Из беспозвоночных - расцвет четырехлучевых кораллов и кальцеол, спирифериды, пентамериды, гониатиты, трилобиты, морские лилии. Первые бескрылые насекомые. Псилофитная флора к концу периода вытесняется папоротниками, плаунами, хвощами. Первые голосеменные растения

360 - 408

Силурийская

Выход на сушу скорпионов и многоножек. Позвоночные - хрящевые рыбы, примитивные рыбообразные бесчелюстные. Из беспозвоночных - многообразные плеченогие, моллюски, членистоногие (ракообразные, трилобиты), граптолиты, четырехлучевые кораллы, появление морских лилий и морских ежей

408 - 438

Ордовик-ская

Первые рыбообразные бесчелюстные позвоночные. Панцирные рыбы; ракообразные - остракоды, листоногие раки; трилобиты, граптолиты, четырехлучевые и трубчатые кораллы; плеченогие, ранние представители мшанок; наутилоидеи. Массовое развитие водорослей. В раннем и среднем кембрии массовое развитие археоциат, к концу периода археоциаты вымирают.

438 - 505

Кембрий-ская

Трилобиты и ракообразные. Появление граптолитов, губок, строматопороидей, брахиопод, примитивных наутилоидей и морских звезд. Появление скелетных организмов. Массовое развитие археоцит. Обилие красных и сине-зеленых водорослей.

505 - 570 (590)

Проте-розой-ская

Массовое развитие одноклеточных и многоклеточных бактерий, сине-зеленых, реже красных и зеленых водорослей. В конце эры появление ранних археоциат, губок, червей, медуз

520 - 2600

Архей-ская

Появление примитивных бактерий и водорослей

2600 - 4200

Архейская эра .

В архейскую эру, продолжавшуюся 1,6 млрд. лет, интенсивно проявлялись магматизм и складчатость. О том, каким был рельеф Земли в архее, можно судить по космическим снимкам поверхности Луны. Ее рельеф создан вулканической деятельностью и столкновениями с метеоритами. По-видимому, в начале архея и Земля подвергалась бомбардировке каменными и железными метеоритами.

Метеоритные кратеры обнаружены и на Земле.

В то время на Земле уже существовали атмосфера и гидросфера. Атмосфера содержала пары воды, углекислоту, аммиак, метан, водород и другие газы. Древние процессы выветривания, эрозии, денудации привели к уничтожению и выравниванию возвышенного рельефа. Уносимые текучими водами обломочные частицы осаждались в архейских морях. Так возникли первичные осадочные толщи на Земле.

В последующее время архейские породы были смяты в складки и прорваны многочисленными разновозрастными магматическими интрузиями.

Архейские породы слагают складчатый фундамент платформ. Они выходят на поверхность в области Балтийского, Алданского, Канадского и других щитов.

Органический мир архея . Земля - колыбель жизни. Биосфера начала формироваться на ранних стадиях развития планеты. Память об органическом мире архея донесли до нас сохранившиеся в осадочных пластах следы обитавших в архейских морях примитивных одноклеточных организмов.

По поводу возможности жизни в самом начале архея высказываются две противоположные точки зрения. Одни ученые полагают, что в это время жизни на Земле не было, так как в атмосфере отсутствовал свободный кислород. Лишь с его появлением развившиеся в атмосфере и на земной поверхности химические процессы привели к образованию первичных белковых соединений. Вследствие понижения температуры и сгущения водяных паров, в углублениях земной коры образовались первичные океаны. В них, возможно, возникли белковые комочки без оболочки, не дифференцированные на ядро и протоплазму. В последующем в процессе эволюции этих соединений возникла простейшая и примитивнейшая жизнь.

Другие ученые утверждают: жизнь на Земле существует столько же времени, сколько и сама Земля как планета. Самые древние горные породы (около 4 млрд. лет) несут в себе «метку жизни». Содержащийся в них углерод имеет изотопный состав, отвечающий «живому» углероду. Он сходен с составом углерода, связанного с современными биологическими объектами.

В архее уже существовали микроскопические примитивные одноклеточные морские организмы, не имеющие обособленного ядра. Это - бактерии и колониальные сине-зеленые водоросли. Их древнейшие следы обнаружены в Гренландии (3,8 млрд. лет), Австралии (3,5 млрд. лет) и Южной Африке (3,1 - 2,6 млрд. лет). Однако эти примитивные формы жизни являются уже достаточно сложными организмами. Как выглядели их предки и когда они появились, достоверно неизвестно. Ибо они не имели жестких частей тела, которые могли бы захорониться в осадках.

Протерозойская эра.

Продолжалась с 2600 до 570 млн. лет назад. Ее подразделяют на ранний (2600 - 1600 лет назад), средний (1600 - 900 млн. лет) и поздний (900 - 570 млн. лет) протерозой. За этот огромный по продолжительности отрезок времени накопился мощный комплекс ныне метаморфизированных обломочных и вулканогенно-обломочных отложений. Они отделены от архея крупным структурным несогласием.

В конце архея - начале протерозоя проявились древнейшие складчатые движения. Они привели к образованию первых платформ, получивших название древних, или протоплатформ (греч. «протос» - первый).

Следующая мощная складчатость, названная байкальской, произошла на огромных пространствах в конце протерозоя. В это время на Земле появились грандиозные горные поднятия - «байкальские». Платформы, образовавшиеся в результате проявления складчатые структуры», или коротко - «байкалиды байкальской складчатости, называются эпибайкальскими (греч. «эпи» - после) платформами.

В складчатые эпохи в земной коре возникли многочисленные глубинные разломы. По ним из мантии поднимались магматические расплавы. Они существенно увеличивали толщину земной коры.

Протерозойские горно-складчатые структуры, видимо, были очень высокими. Имеются данные, указывающие, на то, что в начале протерозоя, 2,5-2,1 млрд. лет назад, на Северо-Американском континенте и в Южной Африке существовали ледниковые образования.

Древнейшие ленточные глины и ледниковые морены обнаружены среди верхнепротерозойских отложений в различных районах земного шара. 1000-600 млн. лет назад ледниковые покровы появились на вершинах высоких горных сооружений в пределах Северной и Южной Америк, Гренландии, Австралии, Центральной и Южной Африки, Русской платформы, Урала, Казахстана, Южного Китая и Кореи.

К концу протерозойской эры под воздействием процессов внешней динамики - выветривания и денудации докембрийские горно-складчатые сооружения были, по-видимому, в значительной мере разрушены и нивелированы.

Предполагается, что в конце протерозойской эры в Южном полушарии существовал единый континент - Гондвана. Это имя он получил по названию народов («гонды»), населявших Центральную Индию. В Гондвану входили нынешняя территория Бразилии, значительная часть Африки, Аравии, Индии, Австралии. По мнению одних ученых, Гондвана состояла только из указанных частей современных материков. В протерозое они составляли единый сверхматерик, а затем разошлись в разные стороны. Между ними образовались разделяющие их ныне океаны. Другие считают, что в состав Гондваны входили и пространства, занятые впадинами Индийского и южной части Атлантического океанов.

Органический мир протерозоя . Следы жизнедеятельности колониальных фотосинтезирующих сине-зеленых водорослей и бактерий найдены в нижнепротерозойских кремнистых сланцах (2,5 - 2,0 млрд. лет назад) Карелии и Кольского полуострова (Россия) и в районе озера Онтарио (США и Канада). Обнаружены следы водорослей и бактерий также в осадочных породах верхнего протерозоя. Они имеют вид известковых построек, называемых строматолитами (греч. «строма» - подстилка, «литос» - камень).

Жизнь в протерозое характеризовалась большим разнообразием, чем в архее. Около 1,5 млрд. лет назад появились первые многоклеточные организмы. Они оставили следы зарывания в протерозойских осадочных породах. Это - затвердевшие комочки илистого грунта, которые, как полагают, прошли через кишечник каких-то животных. Подобные мелкие червеобразные «колбаски» называют вермикулитесами (лат. «вермикулатус» - червеобразный). В отложениях верхнего протерозоя (800 - 700 млн. лет назад) обнаружены редкие остатки кишечнополостных, членистоногих, червей и других беспозвоночных животных.

Полезные ископаемые докембрия. С криптозойскими отложениями связаны месторождения разнообразных полезных ископаемых.

Так, в архее выявлены месторождения руд хромитов (Австралия, Северная Америка, Африка), медноникелевых руд, золота, железа (Канадский, Балтийский щиты, Австралия), колчедано – медно – золото - серебряная минерализация, редкометальные пегматиты и др. Открыты крупнейшие месторождения земельных руд, называемых джеспилитами (англ. «джаспер» - яшма), или железистыми кварцитами. Это - глубоко метаморфизированные слоистые кварцево-железистые породы осадочного или вулканогенно-осадочного происхождения. Некоторые ученые считают, что джеспилитовые месторождения железных руд образовались в результате деятельности железобактерий. Они известны в протерозое России, Украины, Северной Америки, Бразилии, Индии, Южной Африки. В России к ним относятся, в частности, месторождения железных руд Курской магнитной аномалии, а также месторождения Карелии, Кольского полуострова, Восточной Сибири. Железистые кварциты района Исуа в Гренландии являются древнейшими датированными горными породами Земли (3760 млн. лет).

Среди полезных ископаемых протерозоя, кроме железных руд, главное место занимают руды марганца, никеля, кобальта, меди, хрома, полиметаллов и урана, золото и алмазы. Известны залежи эвапоритов (лат. «эвапоро» - испаряю). В самой верхней части протерозоя известны проявления углеводородов.

Фанерозойский этап

Фанерозойский этап истории Земли продолжается всего 570 - 590 млн. лет. Он включает палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую эры.

Палеозойская эра. Палеозойская группа включает шесть систем: кембрийскую, ордовикскую, силурийскую, девонскую, каменноугольную и пермскую. Названия им даны в основном по имени местности, где они были впервые установлены, или племен, населявших эту местность. Так, кембрийская система

названа по древнему имени полуострова Уэльса (Кембрия). Ордовик - название древнего племени, заселявшего Англию; силур - племени, жившего в Уэльсе. Девон получил свое название от графства Девоншир в Англии, Пермь от Пермского царства в России. Исключение составляет каменноугольная система (карбон). Названа она так потому, что ее отложения богаты каменным углем.

Соответственно, палеозойская эпоха подразделяется на кембрийский, ордовикский, силурийский, каменноугольный и пермский периоды. Их общая продолжительность - 322-342 млн. лет. Кембрий, ордовик и силур относятся к раннему палеозою. Девон, карбон и пермь составляют поздний палеозой. В стратиграфической шкале им соответствует нижний и верхний палеозой.

В начале палеозойской эры на материках Северного полушария существовали платформы, образовавшиеся в конце протерозоя. Это Северо - Американская, Восточно - Европейская, Сибирская, Северо - китайская и Южно-Китайская платформы. В Южном полушарии располагались Южно -Американская, Африканская, Индостанская, Австралийская и Восточно -Антарктическая платформы.

Кембрийский период продолжался 65,0 - 85,0 млн. лет. К его началу протерозойские складчатые области были нивелированы процессами выветривания, эрозии и денудации. В кембрийское время большая часть платформенных массивов погрузилась под уровень неглубоких морей. Отложившиеся на их дне осадки покрыли маломощным осадочным чехлом поверхность допалеозойского складчатого фундамента.

Тем самым было положено начало формированию древних плит. К ним относятся, например, Ленско - Енисейская плита Сибирской платформы, Миссисипская плита Северо - Американской платформы и др. На плитах начали формироваться антеклизы и синеклизы. Так, на Восточно - Европейской платформе в конце протерозоя - начале палеозоя была заложена крупная Московская синеклиза и Волго-Уральская антеклиза. На Сибирской платформе - очень крупная Тунгусская синеклиза.

В ордовикский период (67,0 млн. лет) на материках Северного полушария проявилась трансгрессия моря. Гондвана на всем протяжении палеозойской эры оставалась, в основном, сушей.

Проявлением мощных горообразовательных движений ознаменовался силурийский период (30,0 млн. лет). Эта складчатость получила название раннепалеозойской, или каледонской (Каледония - древнее название Шотландии). С нею связана существенная перестройка структуры земной коры на значительных участках суши. Возникли новые - каледонские складчатые области, или калеониды. Они представлены восточной полосой Аппалачских гор, Грампианскими, Норвежскими, Западно - Уральскими, частью Казахстанских гор, Западными Саянами, Северо - Тяньшанскими и другими горными сооружениями.

Предполагают, что в результате проявления каледонской складчатости произошло воссоединение Северо - Американской и Восточно - Европейской платформ в один обширный Северо - Атлантический материк. А в азиатской части земного шара возник второй крупный материк - Ангарида.

Повсеместные восходящие движения земной коры вызвали крупнейшую регрессию моря. Вследствие этого в начале девона, который продолжался 48,0 млн. лет, на земном шаре господствовала суша. Но в среднем девоне под уровень моря погрузились обширные участки Северо - Атлантического материка и Ангариды. В это время, в частности, сформировалась Русская плита Восточно -Европейской платформы.

В девоне (48,0 млн. лет) большое развитие получил поверхностный магматизм. В частности, в каледонидах Шотландии, Казахстана и Северного Алтая на земную поверхность изливались базальтовые лавы, извергались значительные массы вулканического пепла.

Каменноугольный (74,0 млн. лет) и пермский (38,0 млн. лет) периоды характеризовались чередованием морских трансгрессий и регрессий. В это время проявилась новая - позднепалеозойская, или герцинская, складчатость. Возникшие с начала среднего карбона до конца перми складчатые сооружения получили название герцинских складчатых областей, или герцинид (Герциния - древнеримское название гор Гарца в Германии).

Герцинская складчадость - третья (после байкальской и каледонской) крупная складчадость в истории земного шара. Горообразование особенно интенсивно проявилось в Атлантическом, Средиземноморском и Урало - Монгольском регионах. Здесь возникли Скалистые, Судетские, Рейнские, Астурийские, Польские, Восточно - Уральские, Центрально - Казахстанские, Алтайские, Южно - Тяньшаньские, Индо - Китайские и другие горные сооружения. Они причленились к Северо - Атлантическому материку и Ангариде. В пределах Годваны возникли Восточно - Австралийские горы.

В пермский период произошла наибольшая за всю палеозойскую эру регрессия моря. Согласно одной из версий, в Северном полушарии к древним и эпибайкальским платформам присоединились каледонские и герцинские складчатые области. В результате произошло объединение Северо - Атлантического материка и Ангариды в один колоссальный континентальный массив. Его назвали Лавразией (по реке Св. Лаврентий и Азии). Этот материк протянулся от скалистых гор на западе до Верхоянского хребта на востоке. В структурном отношении он состоял из сочленения разнородных докембрийских, каледонских и герцинских складчатых систем.

На высоких герцинских горных сооружениях возникали ледниковые покровы. В позднем палеозое (400 - 240 млн. лет назад) мерзлота захватывала Южную и Центральную Африку, Бразилию, Южную Америку, Антарктиду, горные районы Индии, Австралии и Аравийского полуострова.

Расширился также и сверхматерик Южного полушария - Гондвана. К окраинным частям Южно - Американской, Африканской и Австралийской платформ причленились герцинские горно - складчатые сооружения.

В конце пермского периода активно проявилась магматическая деятельность. На платформах по многочисленным трещинам и разломам на земную поверхность изливалась базальтовая магма. Наиболее интенсивно это происходило на Сибирской платформе. Здесь в пределах Тунгусской синеклизы базальтовые излияния проявились на площади свыше 1,5 млн. км 2 .

Органический мир палеозоя. 570 - 590 млн. лет назад в развитии органического мира Земли произошел огромный скачок. В палеозойских морях продолжали существовать известные с археозоя и протерозоя бактерии и водоросли. Но начиная с этого времени, последовательно появлялись все известные ныне типы животных и растений.

Кембрийские бассейны заселяли многочисленные беспозвоночные скелетные организмы. Среди них были археоциты, напоминавшие по форме кубки и чаши с двойными стенками, древние родичи ракообразных - трилобиты, кораллы, примитивные морские звезды, брахиоподы, граптолиты, а также мшанки, моллюски и др. Впервые появились скелетные организмы.

В ордовикский период вымирают археоциты. Но пышное развитие получили другие беспозвоночные. Главенствующую роль приобрели трилобиты. Наряду с ними развиваются первые головоногие моллюски со спиральной раковиной - наутилусы («кораблики»). В конце ордовика появились первые рыбоподобные бесчелюстные позвоночные.

Силурийский период знаменуется появлением иглокожих - морских лилий и морских ежей. Одновременно в морях распространяются бесчелюстные (панцирные) рыбы, первые представители которых жили еще в кембрии. В конце силура появились рыбы с внутренним хрящевым скелетом.

В силуре из моря на сушу вышло первое живое существо - скорпион, а за ним - многоножки. На суше появляются и первые высшие растения - псилофиты (греч. «псилёс» - лысый, голый, «фитон» - растение) Они не имели ни корней, ни листьев; все функции организма выполнял стебель. Завоевание суши растениями произошло в конце силура и в начале девона.

В девоне процветал класс рыб. Наряду с панцирными рыбами (исчезнувшими в конце девона), впервые появились лучеперые, двоякодышащие и кистеперые рыбы, а также первые хрящевые акулы и скаты. Плавательный пузырь двоякодышащих и панцирных рыб приспособился поглощать кислород из воздуха. Вследствие этого он мог выполнять функцию дыхательного органа. И рыбы могли дышать как жабрами, так и при помощи плавательного пузыря. С девона широко распространились аммоноидеи (гониатиды), двустворчатые и брюхоногие моллюски, колониальные и одиночные кораллы, крупные фораминиферы, морские лилии и др. Озера девонского периода время от времени пересыхали. В поисках новых водоемов кистеперые рыбы впервые вышли на сушу. Они, возможно, стали родоначальниками всех наземных позвоночных. Свое название кистеперые рыбы получили оттого, что их плавники имеют вид кистей со срединной осью, покрытой чешуей. Они напоминают примитивные конечности. Кистеперые рыбы сохранились до наших дней. Один их вид - целакантус обнаружен у берегов Юго - Восточной Африки. На сушу в девонский период вышли многие другие представители животных. Появились крупные скорпионы, стегоцефалы и первые бескрылые насекомые. В мире рас­тений в конце девона псилофиты были вытеснены папоротниками (археоптерисами), хвощами и плаунами, голосеменными растениями. Расцвет земноводных и насекомых приурочен к каменноугольному периоду. На суше появились первые хищные и травоядные пресмыкающиеся - рептилии. Широко распространились гигантские панцироголовые земноводные. Это были хвостатые четвероногие, с тяжелым массивным черепом. Они обитали вблизи воды в условия влажного теплого климата. В карбоне сушу завоевали громадные лесные массивы с гигантскими мощными деревьями. Они достигали 30 - 50 м в высоту и до 2 м в поперечнике. Наиболее характерными представителями карбоновых лесов были гигантские 15 – 30 - метровые плауновые. С ними соперничали высотою великаны из хвощевых - каламиты. В среднем карбоне появились кордаиты - папоротниковидные голосеменные. Пермский период был благоприятным для обитания пресмыкающихся. Среди них были крупные хищники иностранцевии, растительноядные парейазавры и морские рептилии - мезозавры. К концу палеозоя вымирают многие группы организмов - гониатиты, замковые брахиоподы, четырехлучевые кораллы, трилобиты, панцирные рыбы и др. Погибли леса папоротников и хвощей. Большинство споровых растений (плауновых, хвощевых) заменилось голосеменными.

Полезные ископаемые палеозоя. Палеозойские отложения содержали разнообразные полезные ископаемые. В частности, к магматическим породам приурочены месторождения платины, хромовой, титановой и других руд. А в контакт магмы с известняками образовались месторождения магнитного и красного железняка. Примером таких месторождений являются горы Магнитная, Высокая и Благодать на Урале. В отложениях кембрийской системы содержатся месторождения каменной соли (Усолье близ Иркутска; Соляной хребет на севере Пакистана), нефти (Восточная Сибирь), фосфоритов (хребет Каратау на полуострове Мангышлак в Казахстане). Для ордовика характерны горючие сланцы, образовавшиеся из сине-зеленых водорослей (Эстония, Ленинградская область), нефть и газ (Сибирская платформа), каменная соль, гипс, фосфориты (бассейн Днестра).

В силурийский период образовались месторождения самородного золота, железных полиметаллических и других руд, каменной соли и гипса. Химические осадки - соли и гипс образовались в девонских лагунах и озерах. С осадками девона связаны также месторождения угля (Кузнецкий бассейн, Тиманский кряж, остров Медвежий), нефти и газа - в России (Республика Коми, Урал, Поволжье), Белоруссии, Украине, в США (Пенсильвания), а также бокситов (восточный склон Урала) и других полезных ископаемых.

В каменноугольный период проявилось самое мощное в истории Земли угленакопление. Отмирающие части растений падали на дно водоемов. При недостаточном для полного разложения доступе кислорода, под действием бактерий и грибков с течением времени они превращались в торф - исходный материал для образования ископаемых углей. Известные месторождения каменного угля находятся в России (Подмосковный Печорский, Таймырский, Камский бассейны) и Казахстане (Карагандинский, Экибастузский бассейны), на Украине (Донецкий бассейн), а также в Западной Европе (Англия, Франция, Бельгия) и США (Аппалачи). Отложения каменноугольной системы содержат крупные месторождения нефти, газа (Урало - Поволжье), бурых железняков (Липецкая, Тульская и Московская области), бокситов (Ленинградская область), нефелина и апатита (Кольский полуостров) киновари и антимонита (Украина).

В пермский период широко распространились континентальные условия. Это было время великого соленакопления. В России крупным месторождением калийных солей является Соликамское (Пермская область), месторождением каменной соли - Соль - Илецкое (Оренбургская область). Месторождения углей пермского возраста расположены в Кузнецком и Тунгусском бассейнах. Обнаружены они и в Антарктиде. Пермские базальтовые излияния содержат никелевые руды (Норильск).

Мезозойская эра . Мезозойская группа подразделяется на три системы - триасовую, юрскую и меловую. А мезозойская эра, продолжавшаяся 183 млн. лет, соответственно, на три периода - триасовый, юрский и меловой. Триасовая система получила свое название в связи с четким подразделением ее отложений на три части - нижний, средний и верхний триас. Соответственно, триасовый период (35,0 млн. лет) делится на три отдела - ранний, средний и поздний. В мезозое континенты Северного и Южного полушарий разделялись вытянутым в широтном направлении обширным морским бассейном. Он получил название Тетис - в честь древнегреческой богини моря.

В начале триаса в некоторых районах земного шара происходили мощные вулканические извержения. Так, в Восточной Сибири излияния базальтовой магмы образовали толщу основных горных пород, залегающих в виде огромных покровов. Такие покровы называются траппами (швед. «траппа» -лестница). Для них характерна столбчатая отдельность в виде ступеней лестницы. Вулканические извержения происходили также в Мексике и на Аляске, в Испании и Северной Африке. В Южном полушарии триасовый вулканизм резко проявился в Новой Каледонии, Новой Зеландии, Андах и других районах.

В триасе произошла одна из крупнейших в истории Земли регрессий моря. Она совпала с началом новой складчатости, продолжавшейся в течение всего мезозоя и получившей название мезозойской. Возникшие в это время складчатые сооружения по­лучили название мезозоид.

Юрская система названа по Юрским горам в Швейцарии. В юрский период, продолжавшийся 69,0 млн. лет, началась новая трансгрессия моря. Но в конце эры в области океана Тетис (Крым, Кавказ, Гималаи и др.) и особенно ощутимо в области Тихоокеанских окраин возобновились горообразовательные движения. Они привели к образованию горных сооружений внешнего Тихоокеанского кольца: Верхоянско - Колымских, Дальневосточных, Андийских, Кордильерских. Складчатость сопровождалась активной вулканической деятельностью. В Южной Африке и Южной Америке (бассейн реки Парана) в начале юрского периода произошли крупные излияния основных лав траппового характера. Мощность базальтовых толщ здесь достигает более 1000 метров.

Меловая система получила свое название в связи с тем, что в ее отложениях широко распространены слои белого мела. Меловой период продолжался 79,0 млн. лет. Его начало совпало с обширнейшей морской трансгрессией. Согласно одной из гипотез, северный сверхматерик Лавразия в это время распался на ряд отдельных континентов: Восточно-Азиатский, Северо-Европейский, Северо-Американский. Гондвана также распалась на отдельные континентальные массивы: Южно-Американский, Африканский, Индостанский, Австралийский и Антарктический. В мезозое образовались, возможно, все современные океаны, кроме, видимо, более древнего Тихого океана.

В позднемеловую эпоху на территориях, прилегающих к акватории Тихого океана, проявилась мощная фаза мезозойской складчатости. Менее интенсивные горообразовательные движения в это время происходили в ряде районов Средиземноморской области (Восточные Альпы, Карпаты, Закавказье). Как и в юрский период, складчатость сопровождалась интенсивным магматизмом. Мезозойские породы «пронзены» внедрившимися в них гранитными интрузиями. А на обширных пространствах Сибирской, Индийской, Африкано-Аравийской платформ в конце мезозоя происходили грандиозные излияния базальтовых лав. Они сформировали трапповые покровы. Мощность таких покровов на Деканском плато в Индостане достигает 2000 - 3000 м.

Органический мир мезозоя. На рубеже палеозойской и мезозойской эр животный и растительный мир существенно изменился. Для. Триасового периода характерно появление в морях новых головоногих (аммонниты, белемниты) и пластинчатожаберных моллюсков, шестилучевых кораллов и других групп. Появились костистые рыбы.

На суше это было время господства пресмыкающихся. Возникли новые их группы - первые ящерицы, черепахи, крокодилы, змеи. В начале мезозоя появились и первые млекопитающие - мелкие сумчатые величиной в современную крысу.

В триасе - юре появились и расцвели белемниты, гигантские растения; хищные пресмыкающиеся ящеры - динозавры (греч. «динос» - страшный, «саврос» - ящер). Они достигали в длину 30 м и более и весили до 60 тонн, освоили не только сушу, но и море. Здесь обитали ихтиозаврры (греч. «ихтис» -рыба) - крупные хищные рыбоящеры, достигавшие в длину более 10 м и походившие на современных дельфинов. Тогда же появились первые летающие ящеры - птерозавры (греч. «птерон» - крыло, «саврос» – ущер). Это были в основном небольшие (до полуметра) пресмыкающиеся, приспособившиеся к полету.

Распространенными представителями птерозавров являлись летающие ящеры - рамфоринхи (греч. «рамфос» - клюв, «ринос» - нос) и птеродактили (греч. «птерон» - перо, «дактилос» - палец). Их передние конечности превратились в летательные органы - перепончатые крылья. Главную пищу рамфоринхов составляли рыбы и насекомые. Наиболее мелкие птеродактили были величиной с воробья, наиболее крупные достигали размеров ястреба.

Летающие ящеры не являлись предками птиц. Они представляют собой особую самостоятельную эволюционную ветвь пресмыкающихся, которая полностью вымерла в конце мелового периода. Птицы произошли от других пресмыкающихся.

Самой первой птицей, видимо, является археоптерикс (греч. «археос» – древний, «птерон» - крыло). Это была переходная форма от пресмыкающихся к птицам. Размером археоптерикс был с ворону. Он имел короткие крылья, острые хищные зубы и длинный хвост с веерообразным оперением. Формой тела, строением конечностей и наличием оперения археоптерикс был сходен с птицами. Но по ряду признаков был еще близок к пресмыкающимся.

В юрских отложениях обнаружены остатки примитивных млекопитающих.

Меловой период - время наибольшего расцвета пресмыкающихся. Динозавры достигли огромных размеров (до 30 м в длину); масса их превышала 50 т. Они широко заселили сушу и воды, царили в воздухе. Летающие ящеры в меловой период достигли гигантских размеров - с размахом крыльев около 8 м.

Гигантские размеры были свойственны в мезозое и некоторым друг животным. Так, в меловых морях существовали моллюски - аммониты, раковины которых достигали в диаметре 3 м.

Из растений на суше, начиная с триасового периода, преобладали голосеменные: хвойные, гингковые и др.; из споровых - папоротники. В юрский период бурное развитие получила наземная растительность. В конце мелового периода появились покрытосеменные растения; на суше образовался травяной покров.

В конце мелового периода многие беспозвоночные и большинство гигантских ящеров вымерли. Причины их вымирания достоверно не установлены. Согласно одной гипотезе, гибель динозавров связывают с геологической катастрофой, происшедшей 65 млн. лет назад. Предполагают, что тогда с Землей столкнулся крупный метеорит.

В 70-х годах XX в. геолог Калифорнийского университета Уолтер Альварес и его отец физик Луис Альварес обнаружили в пограничных мел - палеогеновых отложениях разреза Губбио (Италия) необычайно высокое содержание иридия - элемента, в большом количестве содержащегося в метеоритах. Аномальное содержание иридия было обнаружено также на границе мела и палеогена в других районах земного шара. В связи с этим отец и сын Альваресы выдвинули гипотезу о столкновении с Землей крупного космического тела астероидного размера. Следствием столкновения было массовое вымирание мезозойских растений и животных, в частности динозавров. Это произошло около 65 млн. лет назад на рубеже мезозойской и кайнозойской эр. В момент столкновения мириады метеоритных частиц и земного вещества поднялись гигантским облаком в небо и на годы закрыли Солнце. Земля погрузилась в темноту и холод. В первой половине 80-х годов были проведены многочисленные геохимические исследования. Они показали, что содержание иридия в пограничных мел - палеогеновых отложениях действительно очень высоко - на два-три порядка выше его среднего содержания (кларка) в земной коре.

Полезные ископаемые мезозоя. Отложения мезозоя содержат много полезных ископаемых. Месторождения рудных полезных ископаемых образовывались в результате проявления базальтового магматизма. В широко распространенной триасовой коре выветривания присутствуют месторождения каолинов и бокситов (Урал, Казахстан). В юрский и меловой периоды происходило мощное угленакопление. В России месторождения мезозойских бурых углей расположены в пределах Ленского, Южно-Якутского, Канско-Ачинского, Черемховского, Чулымо-Енисейского, Челябинского бассейнов, на Дальнем Востоке и в других районах. К юрским и меловым отложениям приурочены знаменитые месторождения нефти и газа Ближнего Востока, Западной Сибири, а также Мангышлака, Восточной Туркмении и Западного Узбекистана.

В юрский период образовались горючие сланцы (Поволжье и Общий Сырт), осадочные железные руды (Тульская и Липецкая области), фосфориты (Чувашия, Подмосковье, Общий Сырт, Кировская область). К меловым отложениям приурочены месторождения фосфоритов (Курская, Брянская, Калужская и др. области) и бокситов (Венгрия, Югославия, Италия, Франция). С меловыми гранитными интрузиями и базальтовыми излияниями связаны месторождения полиметаллических руд (золота, серебра, меди, свинца, цинка, олова, молибдена, вольфрама и др.). Это, например, Садонское (Северный Кавказ) месторождение полиметаллических руд, оловянные руды Боливии и т.п. По берегам Тихого океана простираются два богатейших мезозойских рудных пояса: от Чукотки до Индокитая и от Аляски до Центральной Америки. В Южной Африке и Восточной Сибири к меловым отложениям приурочены месторождения алмазов.

Кайнозойская эра . Кайнозойская эра продолжается 65 млн. лет. В международной шкале геологического времени она подразделяется на «третичный» и «четвертичный» периоды. В России и других государствах бывшего Советского Союза кайнозой подразделяется на три периода: палеогеновый, неогеновый и антропогеновый (четвертичный).

Палеогеновый период (40,4 млн. лет) делится на раннюю - палеоценовую (10,1 млн. лет), среднюю - эоценовую (16,9 млн. лет) и позднюю - олигоценовую (13,4 млн. лет) эпохи. В Северном полушарии в палеогене существовали Северо-Американский и Евразиатский материки. Их разделяла впадина Атлантического океана. В Южном полушарии продолжали развиваться самостоятельно материки, отколовшиеся от Гондваны и разделенные впадинами Атлантического и Индийского океанов.

В эоценовую эпоху в области Средиземноморья проявилась первая фаза мощной альпийской складчатости. Она вызвала поднятие некоторых центральных участков этой области. К концу палеогена море полностью покинуло территорию Гималайско-Индостанской части Тетиса.

Образование многочисленных глубинных разломов в области Северного пролива и прилегающих районов Ирландии, Шотландии, Северной Англии и Гебридских островов; района Южной Швеции и Скагеррака, а также во всей области Северной Атлантики (Шпицберген, Исландия, Западная Гренландия) способствовало базальтовым излияниям.

В конце палеогенового периода во многих частях земного шара широко проявились разрывные и блоковые движения земной коры. В ряде районов Западно-Европейских герцинид возникла система грабенов (Верхнерейнский, Нижнерейнский). Система узких меридионально вытянутых грабенов (Мертвое и Красное моря, озера Альберта, Ньяса, Танганьика) возникла в восточной части Африканской платформы. Она протянулась от северной окраины платформы почти до крайнего юга на расстоянии свыше 5000 км. Разрывные дислокации здесь сопровождались грандиозными излияниями базальтовых магм.

Неогеновый период включает две эпохи: раннюю - миоценовую (19,5 млн. лет) и позднюю - плиоценовую (3,5 млн. лет). Для неогена было характерно активное горообразование. К концу неогена альпийская складчатость превратила большую часть области Тетиса в наиболее молодую в структуре земной коры альпийскую складчатую область. В это время приобрели свой современный облик многие горные сооружения. Возникли цепи Зондских, Молуккских, Ново -Гвинейских, Ново - Зеландских, Филиппинских, Рюккю, Японских, Курильских, Алеутских островов и др. В пределах Восточно - Тихоокеанских прибрежных окраин узкой полосой поднялись береговые хребты. Горообразование происходило и в области Центрально - Азиатского горного пояса.

Мощные блоковые движения вызвали в неогене опускание крупных участков земной коры - областей Средиземноморского, Адриатического, Черного, Восточно - Китайского, Южно - Китайского, Японского, Охотского и других краевых морей, а также Каспийского моря.

Поднятия и опускания блоков земной коры в неогене сопровождались зарождением глубинных разломов. По ним происходило излияние лав. Например, в области Центрального плато Франции. В зоне этих разломов возникли в неогене вулканы Везувий, Этна, а также камчатские, курильские, японские и яванские вулканы.

В истории Земли были часты периоды похолодания, чередовавшиеся с потеплением. Около 25 млн. лет назад, с конца палеогена, произошло похолодание. Одно из потеплений имело место в начале позднего неогена (плиоценовая эпоха). Следующее похо­лодание сформировало горно - долинные и покровные ледники в северном полушарии и мощный ледяной покров в Арктике. Многолетнее промерзание пород на севере России продолжается до настоящего времени.

Антропогеновый период начался около 2 млн. лет назад. Он получил свое название потому, что в начале этого периода появился человек (греч. «антропос» - человек). Антропоген подразделяется на эоплейстоцен (греч. «эос» - заря, «плейстос» - наибольший, «кайнос» - новый), плейстоцен и голоцен (греч. «голос» -- весь, «кайнос» - новый). Длительность голоцена не превышает 10 тыс. лет. Но некоторые ученые относят эоплейстоцен к неогену и нижнюю границу антропогена проводят на уровне 750 тыс. лет назад.

В это время более активно продолжилось поднятие Центрально-Азиатского горно-складчатого пояса. По мнению некоторых ученых, горы Тянь-Шаня и Алтая за антропогеновый период поднялись на несколько километров. А впадина озера Байкал погрузилась на 1600 м.

В антропогене проявляется интенсивная вулканическая деятельность. Наиболее мощные базальтовые излияния в современную эпоху наблюдаются в срединно - океанических хребтах и других обширных пространствах океанского дна.

«Великие» оледенения происходили на огромных пространствах северных материков и в антропогеновый период. Они сформировали и ледниковый покров Антарктиды. Эоплейстоцен и плейстоцен характеризуются общим похолоданием климата Земли и периодическим возникновением материковых оледенений в средних широтах. В среднем плейстоцене мощные ледниковые языки спустились почти до 50° с.ш. в Европе и до 40° с.ш. в США. Здесь мощность моренных отложений составляет первые десятки метров. Межледниковые эпохи характеризовались относительно мягким климатом. Средние температуры повышались на 6 - 12° С.

Формировавшиеся за счет вод морей и океанов огромные массы льда в виде ледников надвигались на сушу. Мерзлые породы распространялись на обширные пространства. Голоцен - послеледниковая эпоха. Его начало совпадает с окончанием последнего материкового оледенения Северной Европы.

Органический мир кайнозоя. К началу кайнозойской эры вымирают белемниты, аммониты, гигантские пресмыкающиеся и др. В кайнозое активно стали развиваться простейшие (фораминиферы), млекопитающие и костистые рыбы. Они заняли господствующее положение среди других представителей животного мира. В палеогене среди них преобладали яйцекладущие и сумчатые (подобие фауны этого типа частично сохранилось в Австралии). В неогене эти группы животных отступают на второй план и основную роль начинают играть копытные, хоботные, хищники, грызуны и другие известные ныне классы высших млекопитающих.

Органический мир антропогена похож на современный. В антропогеновый период от приматов, существовавших еще в неогене 20 млн. лет назад, произошел человек.

Кайнозойская эра характеризуется широким распространением наземной расти­тельности: покрытосеменных растений, трав, близких к современным.

Полезные ископаемые кайнозоя. В палеогеновый период происходило мощное углеобразование. Месторождения бурых углей известны в палеогене Кавказа, Камчатки, Сахалина, США, Южной Америки, Африки, Индии, Индокитая, Суматры. Палеогеновые марганцевые руды выявлены на Украине (Никополь), в Грузии (Чиатура), на Северном Кавказе, Мангышлаке. Известны палеогеновые месторождения бокситов (Чулымо - Енисейское, Акмолинское), нефти и газа. К неогеновым отложениям приурочены залежи нефти и газа (Баку, Майкоп, Грозный, Юго-Западная Туркмения, Западная Украина, Сахалин). В бассейне Черного моря, на территории Керченского и Таманского полуострова, в неогеновый период в различных районах происходило осаждение железных руд. В антропогеновый период образовались месторождения солей, строительных материалов (щебень, гравий, песок, глина, суглинок), озерно-болотных железных руд, а также россыпные месторождения золота, платины, алмазов, оловянной, вольфрамовой руд, драгоценных камней и др.

Геологическая история Земли трактуется учеными по-разному. Особенно большие споры вызывают вопросы, связанные с происхождением океанов и горно-складчатых областей, дрейфом материков и др. Одни ученые считают, что океанические впадины возникли на месте опустившихся крупных континентальных блоков. Другие считают, что океаны образовались в процессе раздвигания материков, которые в прежние геологические эпохи располагались более тесно по отношению друг к другу. Около полутора веков просуществовала геосинклинальная гипотеза. Согласно этой гипотезе, горно-складчатые области возникли на месте подвижных узких прогибов, в которых длительное время накапливались мощные осадочные толщи. А приверженцы новой тектонической концепции «тектоники плит» полагают, что горно-складчатые области возникли в результате столкновения и наползания друг на друга дрейфующих плит земной коры.

Палеонтология - одна из самых увлекательных биологических наук - тесно связана с геологией. Она занимается изучением ископаемых остатков животных и растений, определением их систематического положения в общей иерархии органического мира и установлением закономерностей эволюционного развития.

На основе этапности развития органического мира и минерального состава вмещающих их осадочных образований в течение XIX в. были установлены все известные в настоящее время и широко применяемые стратиграфические единицы - эратемы, системы, отделы ярусы. Одной из крупных стратиграфических единиц является эратема, в состав которой входят несколько систем. В свою очередь, системы состоят из отделов и ярусов. Каждой стратиграфической единице присвоение собственное наименование.

В соответствии со стратиграфическими единицами были выделены геохронологические подразделения, каждое из которых отражает длительность (опять-таки в относительном исчислении) формирования соответствующих стратиграфических подразделений.

Интервал времени, необходимый для формировании, группы, обозначен как геологическая эра, время формирования системы соответствует геологическому периоду, отдела - эпохе и яруса - геологическому веку.

Геологическое летоисчисление

Геологи давно заметили, что история нашей планеты делится на две неравные части. Древняя более длительная ее часть трудна для изучения палеонтологическими методами, так как не содержит ископаемых остатков и кроме того, довольно часто осадочные толщи сильно изменены метаморфизмом. Хорошо изучена молодая часть каменной летописи, поскольку осадочные напластования в ней содержат многочисленные остатки организмов количество и сохранность которых возрастают по мере приближения к современной эпохе. Эту молодую часть истории земной коры американский геолог Ч. Шухерт назвал фанерозойским эоном, т. е. временем очевидной жизни. Эон - это промежуток времени, объединяющий несколько геологических эр. Его стратиграфическим эквивалентом является эонотема.

Более древнюю и продолжительную часть геологической истории Ч. Шухерт назвал криптозоем, или временем со скрытым развитием жизни. Довольно часто ее еще называют докембрием. Это название сохранилось с середины XIX в., когда было установлено абсолютное большинство геологических периодов. Все более древние отложения, залегающие под кембрийскими толщами, стали датироваться докембрием. В настоящее время вместо криптозоя выделяют два эона: архейский и протерозойский.

Широкая распространенность, богатство ископаемыми органическими остатками и относительная доступность фанерозойских отложений предопределили их более лучшую изученность. Английский геолог Дж. Филлипс в 1841 г. в составе фанерозоя выделил три эры: палеозойскую - эру древней жизни; мезозойскую - эру средней жизни и кайнозойскую - эру новой жизни. В палеозое господствовали морские беспозвоночные, рыбы, земноводные и споровые растения, в мезозое - пресмыкающиеся и голосеменные растения, а в кайнозое - млекопитающие и покрытосеменные растения.

Сформированные в течение геологической эры отложения называются эратемами. Более мелкими стратиграфическими единицами являются системы, отделы и ярусы. Имена системам и ярусам были даны преимущественно по названию местностей, где они были установлены и изучены, или по каким-либо характерным признакам. Так, название юрской системы произошло от Юрских гор в Швейцарии, пермской - от г. Перми, кембрийской от древнего названия английской провинции Уэльс, меловой - от широко распространенного писчего мела, каменноугольной - от каменного угля и т. д.

Если стратиграфическая шкала отражает последовательность отложений и их соподчиненность, то геохронологическая - определяет длительность и закономерную последовательность этапов исторического развития Земли. На протяжении последних 100 лет геохронологическую и стратиграфическую шкалы фанерозоя многократно пересматривали.

Однако в геологии важно знать не только относительный возраст горных пород, но и, по возможности, точное время их происхождения. Для определения возраста горных пород применяется несколько различных методов, основанных на явлении радиоактивного распада. В связи с этим возраст пород носит название радиогеохронометрического. Для его определения используют радиоактивные изотопы урана, тория, рубидия, калия, углерода и водорода. Ввиду того что нам известны скорости распада радиоактивного изотопа, легко можно определить возраст минерала, а следовательно, и породы. В настоящее время разработаны и широко применятся различные методы ядерной геохронологии: ураноторий-свинцовый, ураноторий-гелиевый, урано-ксеноновый, калий-аргоновый, рубидий-стронциевый, самарий-ниодимовый, рений-осмиевый и радиоуглеродный. Содержание радиоактивных изотопов в горных породах и минералах определяется в специальных приборах - мacc-спектрометрах.

Благодаря методам ядерной геохронологии, устанавливается возраст магматических и осадочных горных пород, а для метаморфических пород определяется время воздействия на них высоких температур и давления. Изотопный возраст наиболее древних пород земного шара составляет 3,8-4 млрд. лет. Близкий возраст имеют некоторые лунные породы и метеориты.

Трудность изучения архейских и протерозойских отложений предопределила их слабую стратиграфическую и геохронологическую расчлененность. Вот как выглядит в настоящее время пока далекая от совершенства и детальности шкала архея и протерозоя.

В геологии применяется также дополнительный метод возрастного расчленения и сопоставления отложе, ний. Это палеомагнитный метод, основанный на явлении сохранения в толщах горных пород магнитных свойств. Горные породы, содержащие магнитные минералы, обладают ферромагнитными (намагниченными) свойства, ми и под влиянием магнитного поля Земли приобретают естественную остаточную намагниченность. Сейчас доказано, что в течение длительной геологической истории положение магнитных полюсов неоднократно менялось. Установив остаточную намагниченность и ее направленность (т. е. вектор) и сравнивая между собой вектора, можно установить одновозрастность горных пород, что в определенной степени уточняет геохронологическую шкалу.

Основные этапы формирования земной коры

Определение возраста различных изверженных пород позволило не только установить продолжительность геологических периодов, но и выделить наиболее древние горные породы Земли. В настоящее время известно, что документированные следы жизни на Земле возникли свыше 3 млрд. лет, самые древние осадочные породы обладают возрастом немногим более 3,8 млрд. лет, а возраст Земли оценивается в 4,6-5 млрд. лет, хотя некоторые ученые считают эти цифры завышенными.

Установлено, что эпохи интенсивной вулканической деятельности были кратковременными и разделялись длительными эпохами со слабым проявлением магматизма. Эпохи усиленного магматизма характеризовались высокой степенью тектонической активности, т. е. значительными вертикальными и горизонтальными движениями земной коры.