Геологическое время
Геологическая хронология земной коры
Геологическая хронология земной коры
Одной из главных задач при исследовании планеты Земля является прослеживание ее эволюции. Как развивалась планета? Какие процессы происходили во время ее становления? На эти и другие вопросы помогает ответить изучение геологических слоев планеты. А главным параметром качественно-эволюционного ее развития считается геологическое время.
В геологических слоях – напластованиях, складывающихся веками – сохранились детали, помогающие судить о процессах, происходивших в разные эпохи. В толщах горных пород «задокументировано» прошлое планеты Земля. Остатки и отпечатки организмов, проживавших на суше и в воде, растений, химические элементы, сохранившиеся в земле – все эти детали рассказывают о том, как формировалась земная кора.
Возраст земных пород – показатель, необходимый специалистам в различных областях. Для науки и практической разработки важно знание о возрастных характеристиках породы, чтобы верно оценить ее качества, также этот показатель необходим при составлении геологических карт.
Выделяют два типа пород по возрасту – относительный и абсолютный. Под абсолютным понимают время существования породы, выраженное в годах. При его исчислении используются методики, основанные на процессах радиоактивных изменений. Таким изменениям с течением продолжительного времени подвержены многие химические элементы, находящиеся в составе горных пород. Среди них: рубидий, уран и многие другие.
Основан абсолютный возраст пород на знании периода полураспада углерода. Давно доказано то, что в течение года из 1 грамма урана получается определённое количество свинца. Исходя из этого показателя, можно рассчитать возраст минерала, а также породы его содержащей. Исчисление лет в таких случаях ведется в миллионах. Полураспад урана осуществляется за 5568 лет, зная этот показатель, ученые могут подсчитать возраст образований, сложившихся в более поздние периоды.
Относительный возраст – это различия между возрастами разных пород. Разработана шкала относительного возраста, в основу которой положен закон напластования. Выявить относительный возраст породы возможно, выбрав один из двух методов.
Первый из них – стратиграфический. Он используется, если слои пород в толщах залегают горизонтально и ничем не нарушены. В таком случае определенно можно предполагать низшие слои более древними, чем высшие. Такой метод определения относительного возраста неприменим для наслоений, которые залегли в виде складок.
Второй метод – палеонтологический. Под ним понимают сравнение разных слоев, исходя из характеристик содержащихся в них окаменелых остатков. Этот метод был предложен еще в восемнадцатом веке. Исследователь В. Смит исходил из того, что слои, создающиеся на морском дне, содержат окаменелости, характерные для определенного периода, в который тот или иной слой сформировался. По этим окаменелостям можно установить, в одно или в разные времена образовывались горные породы.
Геологическое время
Под геологическим понимают время развития Земли. Формирование земного рельефа, геологических пород происходило в течение многих веков. В породах встречаются окаменелые останки, возраст которых может достигать свыше шестисот миллионов лет.
Слои пород залегают в определенной последовательности, ученые разбивают их на несколько групп. Наиболее древние (периода археозоя) лишены каких-либо следов ископаемых останков. Те, что сформировались позднее (протерозой), имеют в составе окаменелости, но встречаются они крайне редко. Фанерозойские – слои, в которых очень часто попадаются окаменелости.
Характеристики остатков органики, обнаруженных в геологических слоях, позволяют выделить отрезки времени – эры и периоды, для каждого из которых определено соответствующее название.
Геологическая история планеты разделена на пять эр: архейскую, протерозойскую, палеозойскую, мезозойскую, кайнозойскую. Эра – продолжительный промежуток времени, в каждом из которых выявляется более краткий отрезок – период.
О самой древней эре – архейской – практически ничего не известно. Этот период развития планеты Земля, начало которого ученые относят приблизительно к 4 млрд. лет назад, не оставил никаких следов – окаменелостей или отпечатков органических образований. Исследователи предполагают, что причина этому – вулканическая активность, наблюдавшаяся в эту эру на земле. В архей образовались магматические породы, которые содержат гранит. На их основе формировались материки.
Протерозой считается наиболее продолжительной из всех эр. Его границы оцениваются в 2,6 млрд - 570 млн. лет назад. В его начале рельеф планеты выглядел как чередование гор и пустынных равнин, часто наблюдались землетрясения и извержения вулканов. Извержение магмы сопровождалось выделением пара, а его последующая конденсация приводила к образованию воды и обильным дождям, которые могли продолжаться несколько миллионов лет. Именно так, по мнению ученых, зародился океан, в котором и зародилась жизнь. Одними их первых многоклеточных организмов, возникших на Земле, стали водоросли, моллюски и черви. Некоторые ученые называют в этом ряду и ракообразных.
Начиная с палеозоя, развивается многообразие жизни на земле, поэтому ученые дробят эту эру на разные периоды. В качестве названия периодам выбирали название местности, в которой впервые были описаны породы определенного геологического возраста. Так, палеозой делится на кембрий, ордовик и другие. В эту эру большинство организмов еще существовало в воде, уже сложились различные классы морских животных, существующие и в наше время. Среди них иглокожие, моллюски и другие. В палеозойскую эру возникли и рыбы. Эти существа первые из живых организмов выбрались на сушу. Продолжал складываться ландшафт земной поверхности. Формировались горные гряды. К этой эре относятся, например, хребты Урала. К окончанию палеозоя сформировались горные гряды Монголии и Северной Америки. Также закладывались будущие месторождения угля и нефти.
В мезозойской эре ученые выделяют три периода: триасовский, юрский и меловой. Ближе к окончанию эры образовались Тибетские горы, горы Восточной Сибири, Индокитая. Растительность и животные окончательно стали сухопутными, на земле возникли хвойные деревья. Сушу, воздух и воду обживали древние ящеры – динозавры. Гиганты, подчинившие себе все сферы жизни, существовали свыше двухсот миллионов лет, а вымерли одновременно. Причина до сих пор не установлена.
Кайнозойская – одна из самых непродолжительных эр, она началась не более семидесяти миллионов лет назад и длится до сих пор. Периоды кайнозоя: палеоген, неоген и четвертичный. За самую короткую эру произошли самые разительные перемены на земной поверхности. Материки обрели знакомые людям очертания, горы продолжают расти. Появились лиственные леса, динозавров сменили птицы и млекопитающие. Более мягким и теплым стал климат, многие животные, которые в наше время обитают в жарких странах, в начале кайнозоя проживали на территории Заполярья. Изменение климата, названное ледниковым периодом, началось в четвертичный период. Большая часть Северного полушария Земли была скована льдами. Какие-то виды фауны и флоры исчезли, а какие-то появились. В числе последних и человек.
Возраст Земли
Возраст планеты Земля – один из вопросов, волнующий умы людей во все времена. Ученые и любители-исследователи разных стран и эпох предлагали различные теории ее появления и определения ее возраста. Среди многих методов выделяются два противоположных – эволюционный и креационный.
Сторонники первого придерживаются версии о том, что формирование планеты происходило постепенно, в течение длительных процессов. Креационный метод основан на версии о сотворении планеты Высшим разумом, Творцом.
Эволюционную теорию происхождения планеты предложил натуралист из Франции Жорж-Луи Леклерк де Бюффон. Согласно его версии, планета Земля на начальной стадии своего формирования была фрагментом тела кометы, раскаленного осколка, вылетевшего из Солнца. Де Бюффон более одиннадцати лет проводил эксперименты и ставил опыты, результаты которых помогли ему предположить приблизительный возраст планеты. По версии французского исследователя, Земле нет более восьмидесяти тысяч лет.
В середине девятнадцатого века другой исследователь – Кельвин, проживавший в Великобритании, предложил свою версию. Он считал, что планете Земля от двухсот до четырехсот миллионов лет.
Пьер Кюри, основываясь на особенностях радиоактивного распада, корректировал выводы предшественников. Ученый обнаружил, что атомы, покидая электроны, выделяют энергию, этот процесс сопровождается повышением температуры. Следовательно, планета охлаждалась более медленно, и отправную точку ее развития следует искать в более ранние периоды.
С течением времени теория, выдвинутая Кельвином, трансформировалась после новых результатов исследований.
С открытием рентгеновских лучей и излучения урана исследователи получили новый способ определения возраста Земли. Он был назван радиоактивным.
Существует множество других способов выявления возраста планеты. Все они проливают свет на историю развития Земли.