Что такое геологическая периодизация

Основные геологические эры и периоды Земли в хронологическом порядке

Наша Вселенная существует 13 миллиардов лет. Планета Земля образовалась примерно 4,5 млрд лет назад из газа и пыли, возникших в ходе образования Солнца. Вначале планета была раскалена из-за ударов астероидов и остаточного тепла, но со временем Земля остыла и на её поверхности образовалась земная кора.

Несколько позже, в результате столкновения Земли с неким небесным телом возникла Луна. Остатки вещества вместе с земной мантией были выброшены в космос, на околоземную орбиту. Так появился естественный спутник Земли.

Геологическая история Земли – это последовательность сменяющих друг друга эпох и периодов. Эти эпохи и периоды включают в себя такие процессы как образование ландшафтов и материков, формирование флоры и фауны, смена климата, зарождение жизни.

Жизнь на нашей планете появилась около 3,8 млрд лет назад. В это время уже оформляется земная кора. Впоследствии непрерывного движения тектонических плит, происходило её постоянное изменение.

Первые живые организмы появляются в воде, а на сушу выбираются спустя несколько миллионов лет. Процесс геологического развития Земли происходит и сейчас.

Всю историю Земли учёные делят на временные отрезки – эоны. Существуют 2 крупных эона в истории Земли: Докембрий и Фанерозой. В свою очередь эоны делятся на эры, а эра на периоды. Каждый из этапов характеризуется важными событиями в формировании условий для жизни на Земле. Смена этапов происходит в результате масштабных природных катаклизмов.

Геологической эрой называют отрезок на геологической временной шкале истории Земли, подинтервал эона, например: Архей (Архейская эра). Большинство геологических эр подразделяются на меньшие временные отрезки, называемые геологическими периодами.

В геологической истории Земли важное значение имеют 5 основных эр, о которых речь пойдёт ниже.

Архейская эра

Архей – самый древнейший этап жизни в истории Земли. Сам термин был предложен геологом Дж. Дана в 1872 году.

Начинается этот период примерно 4,5 млрд лет назад, когда планета Земля только формировалась. Сохранившиеся горные породы этого времени свидетельствуют о развитии прокариотической (доядерной) формы жизни.

Первые фотосинтезирующие организмы сохранились до наших дней в виде окаменелостей и их возраст насчитывает 3,4 млрд лет.

В атмосфере присутствовал хлор, водород и аммиак. В Архее формируются залежи серы, никеля, железа. Уровень радиации в это время был достаточно высок, а температура доходила до 80 градусов по Цельсию.

От удара с небесным телом, в результате которого сформировалась Луна, увеличивается скорость вращения Земли и её наклон.

Начинает зарождаться атмосфера и океан. Первая жизнь зародилась в этом так называемом «первичном бульоне».

Протерозойская эра

Протерозойская эра начинается примерно 2,5 млрд лет назад и длится до 540 млн лет назад. Это самый длительный геологический период в истории Земли. Происходит формирование почвы и одноклеточных организмов, появляются первые водоросли, черви и моллюски.

С начала периода кислород в атмосфере отсутствует, но со временем его начинают выделять бактерии, жившие в «первичном бульоне». У некоторых из них появляется способность к аэробному дыханию.

Солнце начинает давать больше света, однако его недостаточно для прогрева Земли. Наоборот, – Земля значительно охлаждается в этот период. Вся планета покрывается ледником, отсюда появляется гипотеза Земля-снежок. Вероятно, похолодание было связано с резким увеличением кислорода в атмосфере.

Период от 1,8 до 0,72 млрд лет назад называют «скучным миллиардом». Он характеризуется климатической стабильностью, низким уровнем кислорода, а также медленной эволюцией живых существ.

Палеозойская эра

Этот период известен как эра древней жизни. Палеозой делится на 6 периодов:

Мезозойская эра

В свою очередь мезозой делится на 3 периода:

Кайнозойская эра

Кайнозой – это современная эра Земли. Начинается 65 млн лет назад. Этот период истории Земли отличается большим разнообразием видов животных и растений, наземных млекопитающих. Кайнозой также является эрой саванн, цветковых растений и насекомых. Происходит эволюция птиц.

Эпоха Кайнозоя ознаменовалась появлением на Земли человека разумного.

Подведение итогов

Геологическая история Земли, безусловно, важна для современной науки. Современные формы жизни представляют собой результат того, что происходило за все эти эпохи. Эволюция жизни на Земле идёт и по сей день. Изучение истории Земли в ретроспективе позволит понять, откуда возникло самое удивительное явление во Вселенной – жизнь.

Источник

Геологическая периодизация

Раздел 2

ДРЕВНЕЙШАЯ И ДРЕВНЯЯ ИСТОРИЯ. ТРАДИЦИОННЫЕ ОБЩЕСТВА

2.1. Первобытный мир и зарождение цивилизации. Источники сведений о первобытности

Первобытная история человечества реконструируется по целому комплексу источников, поскольку ни один источ­ник в отдельности не в состоянии предоставить нам полной и достоверной картины данной эпохи. Важнейшая группа источников — археологические источники — позволяют ис-

следовать материальные основы человеческой жизнедея­тельности. Предметы, изготовленные человеком, несут в себе информацию о нем самом, о его занятиях и обществе, в котором он жил. По материальным останкам человека можно получить сведения о его духовноммире. Сложность работы с этим видом источников заключается в том, что до нас дошли далеко не все предметы, связанные с челове­ком и его деятельностью. Предметы из органических ма­териалов (дерево, кость, рог, одежда), как правило, не сохраняются. Поэтому историки выстраивают свои кон­цепции развития человеческого сообщества в первобыт­ную эпоху на основании дошедших до наших дней матери­алов (кремневых орудий, глиняной посуды, жилищ и пр.). Археологические раскопки способствуют приобретению знаний о самом начале человеческого существования, по­тому что орудия труда, изготовленные человеком, яви­лись одним из главных признаков, отделившим его от животного мира. Этнографические источники позволяют при помощи сравнительно-исторического метода реконст руировать культуру, быт, общественные отношения лю­дей прошлого. Этнография исследует жизнь реликтовых (отсталых) племен и народностей, а также пережитки про­шлого в современных обществах. Для этого используются такие научные методы, как непосредственные наблюдения специалистов, анализ записей древних и средневековых авторов, способствующих приобретению некоторых пред­ставлений об обществах и людях прошлого. Здесь есть одна серьезная трудность — так или иначе, все племена и народы земли подверглись влиянию цивилизованных об­ществ и исследователи должны об этом помнить. Мы так­же не вправе говорить о полном тождестве самых отста­лых обществ — племен аборигенов Австралии и первобыт­ных носителей сходных культур. К этнографическим ис­точникам также относятся фольклорные памятники, по которым исследуют устное народное творчество.

Антропология изучает костные останки первобытных лю­дей, восстанавливая их физический облик. По костным ос­танкам мы можем судить об объеме мозга первобытного чело­века, его походке, строении тела, болезнях и травмах. Антро­пологи могут реконструировать весь скелет и облик человека

по маленькому фрагменту кости и, таким образом, восстано­вить процесс антропогенеза — происхождение человека.

Лингвистика занимается исследованием языка ивыяв­лением в его рамках древнейших пластов, которые сформи­ровались в далеком прошлом. По этим пластам можно не только восстановить древние формы языка, но и узнать мно­гое о жизни прошлого — материальной культуре, обществен­ном устройстве, образе мышления. Реконструкции лингви­стов трудно датировать и они всегда отличаются известной гипотетичностью.

Существует, помимо основных вышеперечисленных, мно­жество других вспомогательных источников. Это палеобо­таника — наука о древних растениях, палеозоология — на­ука о древних животных, палеоклиматология, геология и другие. Исследователь первобытности должен использовать данные всех наук, комплексно изучая их ипредлагая свою интерпретацию.

Периодизация и хронология первобытной истории.Периодизация — это условное деление истории человечества в соответствии с определенными критериями на временные этапы. Хронология — наука, позволяющая выявить время существования какого-либо предмета или явления. Приме­няются два вида хронологии: абсолютная и относительная. Абсолютная хронология точно определяет время события (в такое-то время: год, месяц, число). Относительная хроно­логия только устанавливает последовательность событий, от­мечая, что одно из них произошло раньше другого. Эта хро­нология широко используется археологами при исследова­нии различных археологических культур.

Для установления точной даты ученые используют такие методы, как радиоуглеродный (по содержанию в органиче­ских остатках изотопа углерода), дендрохронологический (по годичным кольцам деревьев), археомагнитный (датируются изделия из обоженной глины) и другие. Все эти методы еще далеки от желаемой точности и позволяют датировать собы­тия лишь приблизительно.

Существует несколько видов периодизации первобытной истории. Археологическая периодизация в качестве основ­ного критерия использует последовательную смену орудий труда. Основные этапы:

• палеолит (древнекаменный век) — делится на нижний (самый ранний по времени), средний и верхний (поздний). Палеолит начался более 2 млн лет назад, завершился около VIII тыс. до н. э.;

• мезолит (среднекаменный век) — VIII—V тыс. до н. э.;

• неолит (новый каменный век) — V—IIIтыс. до н. э.;

• энеолит (меднокаменный век) — переходный этап меж­ду каменным и металлическим периодами;

• бронзовый век — III—IIтыс. до н. э.;

• железный век — начинается в I тыс. до н. э.

Датировки эти очень приблизительны иразные исследо­ватели предлагают свои варианты. К тому же в разных ре­гионах эти этапы наступали в разное время.

История Земли делится на четыре эры. Последняя эра — кайнозойская. Она делится на третичный (начался 69 млн лет назад), четвертичный (начался 1 млн лет назад) и совре­менный (начался 14.000 лет назад) периоды. Четвертичный период разделяют на плейстоцен (доледниковая и леднико­вая эпохи) и голоцен (послеледниковая эпоха).

Периодизация истории первобытного общества.Среди исследователей нет единства в вопросе периодизации исто­рии древнейшего общества. Наиболее распространенной яв­ляется следующая: 1) первобытное человеческое стадо; 2) родовая община (этот этап делится на раннюю родовую общину охотников, собирателей ирыболовов и на развитую общину земледельцев искотоводов); 3) первобытная сосед­ская (протокрестьянская) община. Эпоха первобытного обще­ства завершается в момент появления первых цивилизаций.

Происхождение человека (антропогенез). Всовремен­ной науке есть несколько теорий происхождения человека. Наиболее аргументированной является трудовая теория про­исхождения человека, сформулированная Ф. Энгельсом. Трудовая теория подчеркивает роль труда в формировании коллективов первых людей, их сплочении и образовании новых связей между ними. Согласно данной концепции, трудовая деятельность повлияла на развитие у человека кисти, а потребность в новых средствах общения привела к развитию языка. Появление человека, таким образом, свя­зывается с началом производства орудий труда.

Процесс антропогенеза (происхождения человека) в своем развитии прошел три стадии: 1) появление антропоидных предков человека; 2) появление древнейших и древних людей; 3) появление человека современного типа. Антропо­генезу предшествовала интенсивная эволюция высших обе­зьян в разных направлениях. В результате эволюции воз­никло несколько новых видов обезьян, в том числе дриопи­теки. От дриопитеков происходят австралопитеки, чьи ос­танки найдены в Африке.

Австралопитеки отличались относительно большим объе­мом мозга (550—600 куб. см), хождением на задних конеч­ностях и использованием природных предметов в качестве орудий. Клыки и челюсти у них были менее развиты, чем у других обезьян. Австралопитеки являлись всеядными и за­нимались охотой на мелких животных. Как и другие антро­поморфные обезьяны, они объединялись в стада. Австрало­питеки жили 4 — 2 млн лет назад.

Второй этап антропогенеза связан с питекантропом («обе­зьяночеловеком») и родственными ему атлантропом и синан­тропом. Питекантропов уже можно называть древнейшими людьми, поскольку они, в отличие от австралопитеков, изго­товляли каменные орудия труда. Объем мозга у питекантро­пов был около 900 куб. см, а у синантропов — поздней формы питекантропа — 1050 куб. см. Питекантропы сохранили не­которые черты обезьян — низкий свод черепа, покатый лоб, отсутствие подбородочного выступа. Останки питекантропов находят в Африке, Азии и Европе. Возможно, что прародина человека находилась в Африке и Юго-Восточной Азии. Древ­нейшие люди жили 750—200 тыс. лет назад.

Неандерталец был следующей ступенью антропогенеза. Его называют древним человеком. Объем мозга неандерталь­ца — от 1200 до 1600 куб. см — приближается к объему мозга современного человека. Но у неандертальца, в отли­чие от современного человека, строение мозга было прими­тивным, не были развиты лобные доли мозга. Кисть была грубой и массивной, что ограничивало возможности неан­дертальца по использованию орудий труда. Неандертальцы широко расселились по Земле, заселяя разные климатичег ские зоны. Жили они 250—40 тыс. лет назад. Ученые счи­тают, что предками современного человека были не все

неандертальцы; часть неандертальцев представляла собой тупиковую ветвь развития.

Человек современного физического типа — кроманьонец — появился на третьем этапе антропогенеза. Это люди высоко­го роста, с прямой походкой, имеющие резко выступающий подбородок. Объем мозга кроманьонца был равен 1400 — 1500 куб. см. Появились кроманьонцы около 100 тыс. лет назад. Вероятно, их родиной являлись Передняя Азия и прилегающие районы.

На последнем этапе антропогенеза происходит расогенез — формирование трех человеческих рас. Европеоидная, мон­голоидная и негроидная расы могут служить примером при­способления людей к природной среде. Расы отличаются цветом кожи, волос, глаз, особенностями строения лица и телосложения и другими чертами. Все три расы сложились еще в позднем палеолите, но процесс расообразования про­должился и в дальнейшем.-

Происхождения языка и мышления. Мышление и речь взаимосвязаны между собой, поэтому их нельзя рассматри­вать обособленно друг от друга. Эти два явления возникли одновременно. Их развитие было востребовано трудовым процессом, в ходе которого постоянно развивалось мышле­ние человека, а потребность в передаче приобретенного опыта способствовала возникновению речевой системы. Основой для развития речи послужили звуковые сигналы обезьян. На поверхности слепков внутренней полости черепов синантро­пов обнаружено увеличение частей мозга, ответственных за речь, что позволяет с уверенностью говорить о наличии раз­витой членораздельной речи и мышлении у синантропов. Это вполне согласуется с тем, что синантропы практикова­ли развитые коллективные формы труда (загонную охоту) и успешно пользовались огнем.

У неандертальцев размеры мозга иногда превосходили соответствующие параметры у современного человека, но слабо развитые лобные доли мозга, отвечающие за ассоциа­тивное, абстрактное мышление, появились только у крома­ньонцев. Поэтому система языка и мышления, скорее всего, окончательно оформилась в эпоху позднего палеолита одно­временно с появлением кроманьонцев и началом их трудо­вой деятельности.

Присваивающеехозяйство. Присваивающее хозяйство, в рамках которого люди существуют посредством присвое­ния продуктов природы, является древнейшим типом хо­зяйства. В качестве двух основных занятий людей древнос­ти можно выделить охоту и собирательство» Их соотноше­ние было неодинаковым на разных этапах развития челове­ческого общества и в разных природно-климатических ус­ловиях. Постепенно человек осваивает новые сложные фор­мы охоты — загонную охоту, ловушки и другие. Для охоты, разделки туш, собирательства применяли каменные орудия (из кремня и обсидиана) — рубила, скребла, остроконечни­ки. Использовались также и орудия из дерева — палки-ко­палки, дубины и копья.

Помимо этого, новые технологии привели к созданию ряда специализированных орудий — скребков, ножей, резцов, не­больших наконечников метательных копий. Широко при­меняются кость и рог. Появляются копья, дротики, камен­ные топоры, остроги. Большую роль приобретает рыболов­ство. Продуктивность охоты резко повысилась в результате изобретения копьеметалки — дощечки с упором, позволяю­щей бросать копье со скоростью, сравнимой со скоростью стрелы из лука. Копьеметалка была первым механическим средством, дополнившим мускульную силу человека. Про­исходит первое так называемое половозрастное разделение труда: мужчины занимаются преимущественно охотой и рыбной ловлей, а женщины — собирательством и домашним хозяйством. Женщинам помогали дети.

В конце позднего палеолита наступила эпоха оледене­ния. В ходе оледенения главной добычей становятся дикие лошади и северные олени. Для охоты на этих животных широко использовались загонные способы, позволяющие за

С отступлением ледника условия жизни поменялись. Охотники на оленей ушли вслед за ними вслед отступающе­му леднику, оставшиеся вынуждены были приспосабливаться к охоте на мелких животных. Наступила эпоха мезолита. В этот период появляется новая микролитическая техника. Микролиты — кремневые изделия небольших размеров, ко­торые вставлялись в деревянные или костяные орудия и составляли режущую кромку. Такое орудие было более мно­гофункциональным, чем цельные изделия из кремня, а по остроте не уступало и металлическим изделиям.

Человеку эпохи мезолита приходилось объединяться в мелкие группы, которые долго не задерживались на одном месте, кочуя в поисках еды. Жилища сооружались времен­ные и небольшие. В мезолите люди продвигаются далеко на север и восток; перейдя через сухопутный перешеек, место которого в настоящее время занимает Берингов пролив, они заселяют Америку.

Производящее хозяйство. Производящее хозяйство воз­никло в эпоху неолита. Последняя стадия каменного века характеризуется появлением новой техники каменной ин­дустрии — шлифования, пиления и сверления камня. Ору­дия изготавливались из новых видов камня. В этот период широко распространяется такое орудие, как топор.

Одним из важнейших изобретений неолита стала кера­мика. Изготовление и последующий обжиг глиняной посу­ды позволили человеку облегчить процедуры приготовле­ния и хранения пищи. Человек научился производить мате­риал, не встречающийся в природе — обожженную глину. Огромное значение имело также изобретение прядения и тка­чества. Волокно для прядения вырабатывалось из дикорас­тущих растений, позднее — из шерсти овцы.

В эпоху неолита происходит одно из самых значитель­ных событий в истории человечества — возникновение жи­вотноводства и земледелия. Переход от присваивающего к производящему хозяйству получил наименование неолити­ческой революции. Отношения человека и природы стано-вятся.принципиально иными. Теперь человек мог.самостоя­тельно производить все необходимое для жизни и стал мень­ше зависеть от окружающей среды.

Земледелие возникло из высокоорганизованного собира­тельства, в процессе которого человек научился ухаживать за дикими растениями в целях получения большего уро­жая. Собиратели использовали серпы с кремневыми вкла­дышами, зернотерки, мотыги. Собирательство было жен­ским занятием, поэтому земледелие было вероятно изобре­тено женщиной. По поводу места возникновения земледе­лия ученые приходят к выводу, что оно возникло сразу в нескольких очагах: в Передней Азии, Юго-Восточной Азии и Южной Америке.

Животноводство начало формироваться еще в эпоху мезо­лита, но постоянные передвижения мешали охотничьим пле­менам разводить каких-либо животных, кроме собак. Земле­делие способствовало большей оседлости человеческой попу­ляции, облегчив, тем самым, процесс одомашнивания жи­вотных. Приручали сначала молодых животных, пойманных во время охоты. Среди первых жиь jthbix, которых постигла такая участь, были козы, свиньи, овцы и коровы. Охота была мужским занятием, поэтому скотоводство также стало муж­ской прерогативой. Скотоводство возникло несколько позднее, чем земледелие, поскольку для содержания животных требо­валась прочная кормовая база; оно тоже появилось в несколь­ких очагах, независимых друг от друга.

Животноводство и земледелие на первых порах не мог­ли конкурировать с высокоспециализированным охотни-

чьим ирыболовным хозяйством, однако постепенно про­изводящее хозяйство выходит на первое место в ряде ре­гионов (прежде всего, в Передней Азии).

Источник

Геохронология. Периодизация геологической истории

Геологам приходится иметь дело с толщами горных пород, накопившимися за длительную геологическую историю планеты. Необходимо знать, какие из слагающих изучаемую территорию пород моложе, а какие древнее, в какой последовательности они формировались, к каким интервалам геологической истории относится время их образования, а также уметь сопоставлять по возрасту удалённые друг от друга толщи горных пород.

Учение о последовательности формирования и возрасте горных пород называется геохронологией. Различаются методы относительной и методы абсолютной геохронологии.

Относительная геохронология

Эти методы базируются на нескольких простых принципах. В 1669 г. Николо Стено сформулировал принцип суперпозиции, гласящий, что в ненарушенном залегании каждый вышележащий слой моложе нижележащего. Обратим внимание, что в определении подчёркивается применимость принципа только в условиях ненарушенного залегания.

Следующий важнейший принцип, известный как принцип пересечений, сформулирован Джеймсом Хаттоном. Этот принцип гласит, что любое тело, пересекающее толщу слоев, моложе этих слоев.

Нужно отметить и ещё один важный принцип, гласящий, что время преобразования или деформации пород моложе, чем возраст образования этих пород.

Рассмотрим использование этих принципов на примере толщ осадочных пород, прорванных несколькими секущими магматическими телами.

Последовательность событий следующая. Первоначально происходило накопление осадочных толщ нижнего слоя (1), затем, последовательно накопление вышележащих слоев (2, 3, 4, 5), каждый из которых моложе нижележащего. Накопление осадочных пород в подавляющем большинстве случаев происходит в форме горизонтально лежащих слоев, так первоначально залегали и сформированные слои (1-5). Позднее эти толщи были деформированы (6), и в них внедрилось тело магматических пород 7. Затем, вновь горизонтально, началось накопление вышележащего слоя, залегающего на и внедрившемся магматическом теле. При этом, учитывая, что образующийся слой лежит на выровненной горизонтальной поверхности, очевидно, что его накоплению предшествовало выравнивание территории – её размыв (8). Вслед за размывом территории накопился следующий слой (9). Наиболее молодым образованием является магматическое тело 10.
Подчеркнём, что, рассматривая историю геологического развития территории, разрез которой изображён на рисунке, мы пользовались исключительно относительным временем, определяя лишь последовательность образования тел.

Среди биостратиграфических методов долгое время оставался важнейшим метод руководящих форм. Руководящими формами называют остатки вымерших организмов соответствующие следующим критериям:

При определении возраста среди найденных в изучаемом слое ископаемых выбираются наиболее для него характерные, затем они сопоставляются с атласами руководящих форм, описывающими, какому интервалу времени свойственны те или иные формы. Первый из таких атласов был создан ещё в середине XIX века палеонтологом Г. Бронном.

На сегодняшний день основным в биостратиграфии является метод анализа органических комплексов. При применении этого метода вывод об относительном возрасте строится на сведениях обо всём комплексе окаменелостей, а не на находках единичных руководящих форм, что значительно повышает точность.

В ходе геологических исследований стоят задачи не только расчленения толщ по возрасту и отнесения их к какому-либо интервалу геологической истории, но и сопоставления – корреляции – удалённых друг от друга одновозрастных толщ. Наиболее простым методом выявления одновозрастных толщ является прослеживание слоёв на местности от одного обнажения к другому. Очевидно, что этот метод эффективен только в условиях хорошей обнажённости. Более универсальным является биостратиграфический метод сопоставления характера органических остатков в удалённых разрезах – одновозрастные слои обладают одинаковым комплексом окаменелостей. Этот метод позволяет проводить региональную и глобальную корреляцию разрезов.

Принципиальная модель использования окаменелостей для корреляции удалённых разрезов отражена на рисунке.

Одновозрастными являются слои, содержащие одинаковый комплекс окаменелостей

Абсолютная геохронология

Методы абсолютной геохронологии позволяют определить возраст геологических объектов и событий в единицах времени. Среди этих методов наиболее распространены методы изотопной геохронологии, основанные на подсчёте времени распада радиоактивных изотопов, заключенных в минералах (или, например, в остатках древесины или в окаменелых костях животных).

Сущность метода заключена в следующем. В состав некоторых минералов входят радиоактивные изотопы. С момента образования такого минерала в нём протекает процесс радиоактивного распада изотопов, сопровождающийся накоплением продуктов распада. Распад радиоактивных изотопов протекает самопроизвольно, с постоянной скоростью, не зависящей от внешних факторов; количество радиоактивных изотопов убывает в соответствии с экспоненциальным законом. Принимая во внимания постоянство скорости распада, для определения возраста достаточно установить количество оставшегося в минерале радиоактивного изотопа и количество образовавшегося при его распаде стабильного изотопа. Эта зависимость описывается главным уравнением геохронологии:

Для определения возраста используются многие радиоактивные изотопы: 238 U, 235 U, 40 K, 87 Rb, 147 Sm и др. Названия изотопно-геохронологических методов обычно образуются из названий радиоактивных изотопов и конечных продуктов их распада: уран-свинцовый, калий-аргоновый и т.д. Результаты определения возраста геологических объектов выражаются в 106 и 109 лет, или в значениях Международной системы единиц (СИ): Ma и Ga. Эта аббревиатура означает, соответственно, «млн. лет» и « млрд. лет» (от лат. Mega anna – млн. лет, Giga anna – млрд. лет).

В ходе лабораторных исследований определяются содержания 87 Rb и 87 Sr, при этом содержание последнего складывается из суммы стронция, изначально содержащегося в минерале ( 87 Sr)₀, и стронция, возникшего в процессе радиоактивного распада 87 Rb за период существования минерала:

На практике измеряются не содержания указанных изотопов, а их отношения к стабильному изотопу 86Sr, что даёт более точные результаты. Вследствие этого уравнение приобретает вид

В полученном уравнении имеются два неизвестных: время t и начальное отношение изотопов стронция. Для решения задачи анализируются несколько образцов, результаты наносятся в виде точек на график в координатах 87 Sr/ 86 Sr – 87 Rb/ 86 Sr. В случае корректно отобранных проб все точки ложатся вдоль одной прямой – изохроны (следовательно, имеют один и тот же возраст). Возраст анализируемых образцов рассчитывается по величине угла наклона изохроны, а начальное стронциевое отношение определяется по пересечению изохронной оси 87 Sr/ 86 Sr.

В случае если на графике точки не ложатся на одну линию можно говорить о некорректности подбора проб. Во избежание этого необходимо соблюдать следующие главные условия:

Не останавливаясь на методики определения возраста другими методами, отметим лишь особенности некоторых из них.

В настоящее время наиболее точным считается самарий – неодимовый метод, принятый в качестве стандарта, с которым сравниваются данные других методов. Это связан о с тем, что в силу геохимических особенностей данные элементы наименее подвержены влиянию наложенных процессов, часто значительн о искажающих или сводящих на нет результаты определений возраста. Метод основан на распаде изотопа 147 Sm с образованием в качестве конечного продукта распада 144 Nd.

Калий – аргоновый метод основан на распаде радиоактивного изотопа 40 К. Этот метод давно и широко используется для определения возраста всех генетических типов горных пород. Он наиболее эффективен при определении времени формирования осадочных пород и минералов, например, глауконита. Применительно к магматическим и особенно метаморфическим породам, затронутым наложенными изменениями, этот метод часто даёт «омоложенные» датировки, что связано с потерей подвижного аргона.

Радиоуглеродный метод основан на распаде изотопа 14 С, образующегося в верхних слоях атмосферы в результате воздействия космического излучения на атмосферные газы (азот, аргон, кислород). В последствии 14 С, как и нерадиоактивный изотоп углерода, образует углекислый газ СО₂, и в его составе вовлекается в фотосинтез, оказываясь таким образом в составе растений и, далее, пищевой цепочке передается животным. В гидросферу 14 С попадает в результате обмена СО₂ между атмосферой и Мировым океаном, далее он оказывается в костях и карбонатных раковинах водных обитателей. Интенсивное перемешивание воздушных масс в атмосфере и активное участие углерода в глобальном круговороте химических элементов приводит к выравниванию концентраций 14 С в атмосфере, гидросфере и биосфере. Для живых организмов равновесное состояние достигается при удельной активности 14 С, составляющей 13,56 ± 0.07 распадов в минуту на 1 грамм углерода. Если организм умирает, то прекращается поступление 14С; в результате радиоактивного распада (перехода в нерадиоактивный 14 N) удельная активность 14 С уменьшается. Измерив значение активности в пробе и сопоставив её со значением удельной активности в живой ткани, несложно рассчитать время прекращения жизнедеятельности организма по формуле

Радиоуглеродного датирование позволяет определять возраст образцов, содержащих углерод (кости, зубы, раковины, древесина, уголь и т.д.) возрастом до 70 тыс. лет. Это определяет его использование в четвертичной геологии и, особенно, в археологии.

В завершение рассмотрения методов изотопной геологии следует отметить, что, несмотря на получение «абсолютных», выраженных в годах, датировок, мы имеет дело с модельным возрастом – полученные результаты неизбежно содержат некоторую ошибку и, более того, продолжительность астрономического года в ходе длительной геологической истории менялась.

Изучение ритмичности ленточных глин позволяет не только определять абсолютный возраст, но и проводить корреляцию расположенных неподалёку друг от друга разрезов, сопоставляя мощности слоёв.

На сходном принципе основан и подсчёт годичных слоёв в осадках соляных озёр, где летом, за счёт повышения испарения, происходит активное осаждение солей.

К недостаткам сезонно-климатических методов следует отнести их неуниверсальность.

Периодизация геологической истории. Cтратиграфическая и геохронологическая шкалы

Оперируя категорией относительного времени необходимо иметь универсальную шкалу периодизации истории. Так, применительно к истории человечества, мы употребляем выражения «до нашей эры», «в эпоху Возрождения», «в XX веке» и т.п., относя какое-либо событие или предмет материальной культуры к определённому временному интервалу. Аналогичный подход принят и в геологии, для этих целей разработаны Международная геохронологическая шкала и Международная стратиграфическая шкала.

Стратиграфическая шкала – шкала, показывающая последовательность и соподчинённость стратиграфических подразделений, слагающих земную кору и отражающих пройденные землёй этапы исторического развития. Объектом стратиграфической шкалы являются слои горных пород. Основа современной стратиграфической шкалы была разработана ещё в первой половине XIX века и была принята в 1881 г. на II сессии Международного геологического конгресса в Болонье. Позднее стратиграфическая шкала была дополнена геохронологической шкалой.

Геохронологическая шкала – шкала относительного геологического времени, показывающая последовательность и соподчинённость основных этапов геологической истории Земли и развития жизни на ней. Объектом геохронологической шкалы является геологическое время.

Шкала геологического времени (или геохронометрическая шкала) представляет собой последовательный ряд датировок нижних границ общих стратиграфических подразделений, выраженных в единицах времени (чаще в миллионах лет) и вычисленных с помощью методов абсолютного датирования.

Объектом геохронологической шалы служат геохронологические подразделения – интервалы геологического времени, в течение которого образовались горные породы, входящие в состав данного стратиграфического подразделения.

Всем стратиграфическим подразделениям соответствуют подразделения геохронологической шкалы.

Эратемы, в свою очередь, включают в свой состав системы. Система – это отложения, образовавшиеся в течение периода; длительность периодов составляет десятки миллионов лет. Одна система от другой отличается комплексами фауны и флоры на уровне надсемейств, семейств и родов. В фанерозое выделяются 12 систем: кембрийская, ордовикская, силурийская, девонская, каменноугольная (карбоновая), пермская, триасовая, юрская,, меловая, палеогеновая, неогеновая и четвертичная (антропогеновая). Названия большинства систем происходят от географических названий тех местностей, где они были впервые установлены. Для каждой системы на геологических картах приняты определенный цвет, являющийся международным, и индекс, образованный начальной буквой латинского названия системы.

Наряду с основными подразделениями стратиграфической и геохронологической шкал применяются региональные и местные подразделения.

К региональным стратиграфическим подразделениям относятся горизонт и лона.

Лона является частью горизонта выделяемой по комплексу фауны и флоры, характерному для данного региона, и отражает определенную фазу развития органического мира данного региона. Название лоны даётся по виду-индексу. Геохронологическим эквивалентом лоны является время.

Местные стратиграфические подразделения представляют собой толщи пород, выделяемые по ряду признаков, в основном по литологическому или петрографическому составу.

Серия охватывает достаточно мощную и сложную по составу толщу горных пород для которых имеются какие-то общие признаки: сходные условия образования, преобладание определенных типов горных пород, близкая степень деформаций и метаморфизма и т.д. Серии обычно соответствуют единому крупному циклу развития территории.

Границы местных стратиграфических подразделений часто не совпадают с границами подразделений единой стратиграфической шкалы.

Источник