Лекция № 8 Тема лекции: Концептуальное содержание наук о Земле

Рассматриваемые вопросы:

1. Геологическое время

2. История развития геологических наук

3. Строение планеты Земля

4. Эволюция Земли

5. Абиотические факторы и экологические функции литосферы.

Геологическое время

Земля – уникальный космический объект, В его изучении центральное место занимает учение о строении и эволюции Земли. При выяснении характера эволюции важно понять, что собой представляет геологическое время.

Существуют три концепции определения геологического времени: литологический, биостратиграфический, радиологический.

Литологический способ был предложен шведским ученым Стенсоном (Стено) в 1669 году. Согласно этому методу слоистая структура пород поверхности Земли представляет собой пространственное отображение геологического времени. Так вышележащий пласт Земли моложе более глубоколежащего, а трещины и секущие моложе верхнего слоя. Из этого Стено заключил, что геологическое время обладает структурностью. По данному методу геологическое время определяется по накоплению осадков в морях и океанах (на их дне), по толщинам ленточных глин, возникающих у краев ледников в результате их таяния.

Биостратиграфический способ был предложен У.Смитом в 1813 году. Согласно данному способу также во внимание принимаются останки древних организмов. Но в отличие от литологического способа полагается, что осадки накапливаются не только на дне океанов, но и на всей твердой оболочке Земли (на континентах).

Радиологический способ предложен П.Кюри и Э.Резерфордом вначале двадцатого века. Согласно этому методу геологическое время можно определять по соотношению материнских и дочерних изотопов. Существует несколько разновидностей радиологического метода: 1) Ураново-свинцовый (при определении находок возрастом до 4510 млн лет), 2) Рубидиево-калиевый, 3) Калий-аргоновый (при определении находок возраст которых достигает 1280 млн лет), 4) Радиоуглеродный (при возрасте находок 5-10 тысяч лет). Скорость радиологического распада определяется величиной периода полураспада (T_1/2) – это промежуток времени, в течении которого число радиоактивных ядер уменьшается вдвое. Согласно теории радиоактивного распада время распада определяется следующей формулой

t=T_1/2 /ln2*ln(1+D/P)

t – время распада,

T_{1/2 –} период полураспада,

Ln- натуральный логарифм,

D – число ядер стабильных нуклидов,

P – число не распавшихся радиоактивных ядер.

Пока организм жив идет обмен веществом с окружающей средой и в нем устанавливается такая же концентрация С¹⁴ как и в атмосфере. Когда организм умирает обмен веществ с окружающей средой прекращается, и содержание С¹⁴ в них начинает падать, идет радиоактивный распад накопленного ими углерода). Чем меньше содержание С¹⁴ в них. Тем старше возраст биологических останков.

Благодаря изотопной хронологии в пятидесятых годах прошлого века было установлено, что возраст Земли составляет 4,5±0,2 миллиарда лет. Однако некоторые ученые полагают, что он несколько больше и составляет - 4,7 миллиардов лет.

Структура геологического времени может быть представлены в виде следующей схемы.

Э оны

Эры