Геологическое время в географии

Геохронология земной коры

Изучая Землю как уникальный космический объект, важное место занимает понимание её эволюции, ключевым параметром которой является геологическое время.

Горные породы можно рассматривать как геологические «документы», в которых отражены напластования, остатки организмов и другие свидетельства формирования земной коры.

Определение возраста пород имеет научную и практическую ценность — оно нужно для анализа их свойств и расположения. Для этого создаются геологические карты и разрезы. Различают два типа возраста горных пород: относительный и абсолютный.

Для его определения используют методы, основанные на радиоактивных превращениях. Такие элементы, как уран, калий, рубидий, распадаясь, превращаются в другие вещества. Например, зная, сколько свинца образуется из 1 г урана в год, можно рассчитать возраст минерала и породы. Это значение измеряется в миллионах лет. Период полураспада углерода — 5568 лет — позволяет датировать более молодые породы.

Относительный возраст горных пород

Возраст, определяемый на основе сравнения пород между собой, называется относительным.

Создавая шкалу относительного возраста, специалисты опирались на закон напластования: нижние слои породы старше верхних.

Для определения относительного возраста применяются два метода:

1. Стратиграфический — используется, если слои породы залегают горизонтально без нарушений. Чем ниже слой, тем он древнее. Этот метод не применим для складчатых или смещённых слоёв.
2. Палеонтологический (описание, видимо, на следующем слайде).

Палеонтологический метод

Этот метод основывается на сравнении различных слоёв горных пород по содержащимся в них окаменелостям. Его предложил английский учёный Уильям Смит в конце XVIII века. Он заметил, что каждый морской пласт содержит свои характерные окаменелости, по которым можно определить одновременность образования пород на разных участках Земли.

Благодаря таким методам геологи смогли установить последовательность формирования осадочных пород и создать геохронологическую шкалу — систему временных отрезков в истории Земли, каждая часть которой имеет своё название и особенности.

Что такое геологическое время?

Некоторые породы содержат окаменелости, возраст которых превышает 590 миллионов лет.

Горные породы разделяются на три основные группы:

• Археозойские — самые древние, не содержат останков живых организмов;
• Протерозойские — сформировались позже, встречаются редкие окаменелости;
• Фанерозойские — окаменелости встречаются повсеместно.

На основе органической жизни геологи делят геологическое время на эры и периоды.

Выделяют пять основных эр:

1. Архей.
2. Протерозой.
3. Палеозой.
4. Мезозой.
5. Кайнозой.

Каждая эра подразделяется на периоды — более короткие временные отрезки.

Архейская эра началась около 4 миллиардов лет назад и длилась примерно до 2,5–1,5 миллиардов лет назад. Это был период активной вулканической деятельности, во время которого сформировались магматические породы, ставшие основой будущих континентов.

Протерозойская эра. Самая долгая в геологической истории — длилась более 2 млрд лет (с 2,6 млрд до 570 млн лет назад). В это время планета была покрыта горами и равнинами, подверженными подземным толчкам и вулканизму. Пар от извержений конденсировался и выпадал дождями, формируя океаны. Жизнь могла возникнуть только в воде. Первые многоклеточные организмы — водоросли, черви, моллюски и, возможно, ракообразные.

Палеозойская эра. Продолжалась 322 млн лет. Эра делится на шесть периодов: кембрий, ордовик, силур, девон, карбон, пермь.

Жизнь сосредоточена в морях: появляются все основные классы морских животных. Рыбы становятся первыми позвоночными, освоившими сушу.

Начинается формирование рельефа (каледонская складчатость). В позднем палеозое — образование горных массивов в Монголии, Урале, Северной Америке. Появляются угольные и нефтеносные месторождения.

Мезозойская эра. Средняя по продолжительности (183 млн лет), делится на три периода: триас, юра, мел. В это время:

• поднимаются горы (Восточная Сибирь, Тибет, Индокитай);
• землю покрывают хвойные леса (араукарии, сосны, секвойи);
• расцветает жизнь — динозавры осваивают сушу, море и воздух.
  Некоторые ящеры приспособились к воде, другие — к полёту.
  Около 200 млн лет назад происходит массовое вымирание, причины которого до конца не ясны.

Кайнозойская эра. Это самая короткая эра — всего 67 млн лет — и она продолжается до сих пор. Делится на три периода: палеоген, неоген и четвертичный.
За это время на планете произошли кардинальные изменения:

• сформировались современные очертания материков;
• продолжились горообразовательные процессы;
• на суше распространились лиственные деревья, появились млекопитающие и птицы.

Климат был теплее современного, но в четвертичный период началось похолодание и ледниковый период.Северное полушарие частично покрылось льдом, исчезли многие виды, а появились новые, включая человека. Все современные люди живут в четвертичном периоде кайнозойской эры.

Возраст Земли

Вопрос о возрасте планеты волновал человечество с древности. Существуют разные подходы:

• Креационистский — Землю создал Творец;
• Эволюционный — планета сформировалась в результате длительных процессов.

Французский учёный Жорж-Луи Леклерк де Бюффон предложил теорию, что Земля — остывшая часть кометы. Его 11-летние опыты дали возраст Земли — 75 тысяч лет.

В 1862 году английский физик Кельвин подсчитал возраст Земли как 20–400 млн лет, основываясь на её охлаждении.

Пьер Кюри позже обнаружил, что при радиоактивном распаде выделяется тепло, замедляющее остывание планеты. Это означает, что происхождение Земли может быть значительно древнее, чем считалось ранее.

Теория Кельвина о постепенном охлаждении расплавленной Земли позже была пересмотрена. В конце XIX века были открыты рентгеновские лучи и радиоактивные излучения, в частности урана. Это позволило разработать радиоактивный метод, который стал новым способом определения возраста планеты.

Существуют и другие методы оценки возраста Земли. Их разнообразие позволяет глубже понять прошлое планеты. При этом геологическое время играет ключевую роль в этих исследованиях.