Хронология геологических эр Земли: периоды, таблицы и понятия

Сущность геологического времени и методы его вычисления

При анализе истории Земли как своеобразного объекта Солнечной системы центральным аспектом выступает понятие ее постепенного развития. Одним из ключевых индикаторов этого процесса служит геологическое время - система отсчёта, отражающая эволюционные изменения. Специализированная наука, которая изучает структуру и продолжительность геологических эпох, называется геохронология. В рамках этой дисциплины различают абсолютную и относительную геохронологию: понимание обеих методик помогает более комплексно рассмотреть этапы развития земли и закономерности формирования её оболочек.

Что такое абсолютная геохронология? Этот подход фиксирует точный возраст минеральных пород и определяет его в масштабах миллионов лет. Основанием для этого анализа выступает неизменная скорость радиоактивного распада элементов в составе минералов, которую не затрагивают внешние среды и процессы. Инновации в ядерной физике позволили разработать технологии, измеряющие возраст минералов по накоплению продуктов радиоактивного распада в замкнутых кристаллических средах - сюда относятся свинцовый, калий-аргоновый, рубидиево-стронциевый и радиоуглеродный методы. 

Такие методы были предложены П. Кюри и Э. Резерфордом в начале прошлого века и задали стандарты для определения возраста планеты, а также длительности временных отрезков, таких как геологические эры и периоды. Отдельного внимания заслуживают современные уран-свинцовые и лантановые методики, а также их вклад в исследование тонких событий, связанных с периодами геологической истории земли. Благодаря развитию технологий появляется возможность глубже исследовать соотношение локальных и глобальных трансформаций в истории нашей планеты.

Относительная геохронология строится на иных принципах. Она не даёт точных абсолютных дат, но структурирует данные по принципу "что было раньше, что появилось позже". В этой методике используются такие понятия, как «ранний», «средний» и «поздний» возраст осадочных слоев. Главные методы датировки подразделяются на палеонтологические (основанные на анализе органических остатков древних организмов) и непалеонтологические (литологические, стратиграфические, тектонические и др.). Для каждого яруса свойств характерен определённый биологический комплекс: чем новый слой моложе, тем сложнее его представители. Английский геолог У. Смит первым использовал данный подход для составления первой геологической карты Британии и разделения пород по возрасту. Использование принципа суперпозиции позволяет с уверенностью строить геохронологическую таблицу эр и периодов, в которой очерчиваются крупные этапы перемен на планете.

Современная наука чаще всего сочетает оба подхода: если органических остатков в слоях нет, применяются непалеонтологические методы (стратиграфический, тектонический и литологический). Классическое правило "нижние пласты древнее верхних" лежит в основе стратиграфического анализа. Как результат, относительная геохронология систематизирует последовательность тектонических и биологических изменений, а абсолютная закрепляет их специфическое время. В результате формируется хронологический «паспорт» событий, связанных с эрами геологической истории земли. Такой подход критически важен для реконструкции прошлого биосферы и литосферы, исследования миграций, катастроф и вымираний.

Геохронологическая система: структура таблицы и иерархия деления

Для удобного представления хода эволюции создана специальная система - геохронологическая таблица, или таблица эр и периодов. Каждая строка отражает определённый отрезок становления литосферы и биоразнообразия. В этой таблице, широко признанной в мировой науке, используются такие единицы, как эон, эра, период, эпоха, век, время - все они выстроены в иерархическом порядке от самого крупного к самому частному.

Каждой такой единице в таблице соответствует специфическое стратиграфическое деление: эонотема, группа, система, отдел, ярус, зона. Эра - это масштабный отрезок времени, а группа в стратиграфии - совокупность пород, отложенных в течение данной эры. Поэтому выделяют две параллельные шкалы: геохронологическую (отражающую временные рамки) и стратиграфическую (для геологических отложений). При обсуждении изменений климата или биоразнообразия акцент делается на первой, при анализе минеральных ресурсов - на второй. Геохронологическая таблица эр и периодов позволяет обнаружить закономерности между глобальными катастрофами, изменениями атмосферы и биоты, а также исследовать характер региональных событий.

К числу наиболее объемных единиц относятся эонотемы. Принято выделять архейскую, протерозойскую и фанерозойскую эонотемы, охватывающие неодинаковые по продолжительности интервалы. Архей и протерозой совместно составляют почти 80% земной истории. Фанерозойский эон - этап "явной жизни" - короче (570 миллионов лет), но насыщен событиями. Он включает три основные эры земли по порядку: палеозой, мезозой, кайнозой. Греческие корни названий («археос» - древний, «протерос» - первый, «палеос» - старый, «мезос» - средний, «кайнос» - новый, «зой» - жизнь) отражают особенности эр и их роли в этапах развития земли и биосферы.

Краткий экскурс: эры и периоды развития Земли

Перед тем как ответить на вопрос, на какие эры делится история земли, стоит обратиться к базе - к геохронологической таблице эр и периодов. Она выстраивает все эры земли в определённой последовательности:

1. Архейская эра - самая древняя, её продолжительность превышает 2 миллиарда лет. Уже к этому времени сформировалась первичная земная кора и происходили сложные процессы эрозии и осадконакопления. Самые старые свидетельства жизни представлены графитом и микроорганизмами, выжившими в экстремальных условиях. Благодаря вулканической и тектонической активности, в архее сложились первые горные сооружения. Архейский этап - начало геологической летописи нашей планеты.
2. Протерозойская эра - длится примерно миллиард лет, заметна по развитию жизни, появлению сложных организмов и крупнейшему оледенению. Катастрофические перемены климата приводят к формированию первых многоклеточных, а свои отпечатки в породах оставляют медузы, губки, водоросли и членистоногие. Протерозой знаменует собой периоды геологической истории земли, когда биота обогащается новыми формами.
3. Палеозойская эра - продолжалась около 370 млн лет и включает шесть эпох: кембрий, ордовик, силур, девон, карбон, пермь. Это пора расцвета морских беспозвоночных, появления первых позвоночных и освоения суши жизнью. На границе палеозоя с мезозоем происходит глобальное вымирание, которое глубоко изменяет состав фауны.
4. Мезозойская эра - 230-67 млн лет назад. Делится на три периода: триас, юра, мел. В этот этап доминировали рептилии и динозавры, а в конце эры мезозойская флора и фауна уступила место новым формам, что отразилось в новых слоях геологических отложений по всему миру. Альпийское и андинское горообразование создаёт рельеф, сохранившийся и в наши дни. Эры и периоды в таблице удобно иллюстрирует эти сдвиги.
5. Кайнозойская эра - новейшая эра, стартовавшая около 66 млн лет назад и продолжающаяся сегодня. Состоит из трех периодов: палеоген, неоген и четвертичный (антропогеновый). Эта эпоха ознаменована становлением современных видов млекопитающих и, главное, возникновением человека. От чего зависит длительность геологических эр? От величины тектонических, климатических и биологических преобразований, трагедий массовых вымираний или появления новых крупных групп живых организмов. Если перед вами стоит задача: определите по геохронологической таблице, в какую эру мы живем - точный ответ: в кайнозойскую эру, пределах четвертичного периода, где наступила эпоха современности.

Изучая историю, с помощью геохронологической таблицы можно составить рассказ о любом временном срезе: так, о палеозое можно говорить как о времени бурного расселения жизни в океанах, появления земноводных и первых наземных растений. Каждая геологическая эра и период представляет собою новый уровень усложнения биосферы, формирования климата, образования ресурсов. 

В реальности, эры и периоды развития земли интересны благодаря переплетению геологических и биологических процессов, взаимодействию атмосферы, гидросферы, литосферы. Именно геохронологическая таблица делает возможным выявление корреляций между изменениями океанов, континентов и всплесками биоразнообразия. С ее помощью мы не только узнаём, что такое геологическая эра, но и можем структурировать всё многообразие природных явлений и катастроф, которые в разные времена определяли ход эволюции.

Таким образом, знание строения и логики геохронологической таблицы эр и периодов позволяет обнаружить главные этапы развития земли и объяснить законы перемен в ландшафте, природе и биосфере. Эры и периоды, упорядоченные в строгой последовательности, служат универсальным инструментом для датировки и анализа любых геологических или биологических явлений. Даже в наше время, когда перед человечеством встают новые вызовы, изучение того, через какие эры и периоды прошла история земли, остаётся актуальным и жизненно необходимым для комплексного осмысления прошлого, настоящего и будущего нашей планеты.