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)

Возраст Вселенной определялся разными методами:

1. по скорости расширения Вселенной – около 18 млрд. лет;

2. по возрасту тяжелых элементов с учетом периода образования солнечной системы и периода образования сверхновых звезд – около 10 млрд. леи;

3. по длительности существования реликтового излучения – около 10 млрд. лет;

4. по длительности существования Шаровых звездных скоплений, с учетом периода их образования – около 14 млрд. лет.

Если учесть трудность и сложность задачи, погрешности определения указанных значений и то, что они найдены существенно различными способами, то совпадение их друг с другом нужно признать вполне удовлетворительным. Таким образом, возраст Вселенной составляет: 10-18 миллиардов лет, а его наибольшее вероятное значение 13-15 миллиардов лет.

Образование и возраст Земли

Возраст Земли известен нам значительно точнее и достовернее. Он был определен уран-свинцовым методом и равен 4,60,1 млрд. лет или в галактических годах 16,7. Вопрос о происхождении и возрасте нашей планеты издавна занимает умы землян. По последним данным, Земля образовалась из холодного газово-пылевого облака.

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 мододые -«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: