Возраст Земли и геохронология

Геология – наука историческая, одной из ее главных задач является восстановление истории развития Земли: установление времени ее возникновения, последовательности развития, периодизации всех геологических событий.

Выделяют геохронологические и стратиграфические подразделения.

Стратиграфическое подразделение (стратон) (от лат. стратум – слой, графо – пишу) – совокупность горных пород, составляющих определенное единство и обособленных по признакам, позволяющим установить их пространственно-временные соотношения, т.е. последовательность формирования и положение в стратиграфическом разрезе. Каждому стратиграфическому подразделению соответствует эквивалентное ему геохронологическое поразделение (Стратиграфический кодекс, ВСЕГЕИ, С-Петербург, 1992).

Геохронологическое подразделение (геохрон) (от лат хронос – время, логус – изучаю) – интервал относительного геологического времени, в течение которого образовались горные породы, входящие в состав данного стратиграфического подразделения, включая время внутренних перерывов.

Общая стратиграфическая шкала – совокупность общих стратиграфических подразделений (в их полных объемах бе пропусков и перекрытий), расположенных в порядке их стратиграфической последовательности и таксономической подчиненности (таксон – оценивать- группа объектов, связанных общностью свойств).

Геохронологическая шкала (шкала относительного геологического времени) – последовательный ряд геологических эквивалентов общих стратиграфических подразделений в их таксономической последовательности.

Основные стратиграфические и геохронологические поразделения

1. Акрон до 2 000 млн лет 1. Акротема

(а – без, хронос – время, без времени, греч.)

2. Эон 1 000 –570 млн лет 2. Эонотема

(греч. эон – длительный промежуток времени)

3. Эра 340 – 65 млн. лет 3. Эратема (группа)

(греч. эра – момент с которого ведется летоисчисление, буквально – исходное число)

4. Период 80 - 22 млн. лет 4. Система

5. Эпоха 40 - 12 млн. лет 5. Отдел

(поздняя, средняя, ранняя) (верхний, средний, нижний)

6. Век 9 – 3 млн лет 6. Ярус (подъярус)

7. Фаза (время) 1,5 – 0,7 млн. лет 7. Зона (раздел) } для

8. Пора (время) 0,5 – 0,2 млн лет 8. Звено } Q

9. Термохрон – криохрон ср. 40 тыс. лет 9. Ступень } P

Обратить внимание на путаницу между временными отрезками и пачками отложений.

Кроме общих стратиграфических подразделений выделяют

Региональные Местные

Горизонт Комплекс

Подгоризонт Серия

И др. Свита (подсвита)

Пачка

Методы определения возраста горных пород

Существует относительная геохронология и абсолютная геохронология.

Относительная геохронология определяется условными категориями: «древнее» и «моложе», например, палеозойская эра древнее мезозойской.

Абсолютная геохронология определяет возраст горных пород в конкретных единицах – годах.

У каждой геохронологии существую свои методы установления и сопоставления возраста.

Методы создания относительной геохронологии

1. Стратиграфический метод (стратум – слой, графо – пишу, лат.). В основу метода положен закон последовательности напластования (установленный в 1669 году Николаусом Стено – Нильс Стенсен – датский анатом и геолог), согласно которому нижележащие пласты осадочных пород древнее, т. е. образовались ранее вышележащих. Из этого закона вытекает возможность установления относительной последовательности образования слоев, а значит, и связанных с ними геологических событий. Для этого изучают и описывают каждый слой вместе с содержащимися в них органическими остатками. Иногда историческая последовательность нарушается: исчезает какая-либо группа пород. Это явление называется стратиграфическим перерывом. Обычно оно связано с разрушением слоя вследствие размыва в промежутке после образования нижнего слоя и до начала образования верхнего слоя. Или не образовывалось вообще. Иногда в разрезе происходит чередование сходных слоев или пачек слоев, что связано с повторением определенных условий накопления. В этом случае возникает ритмично или циклично построенный разрез. Выделение ритмов в разрезе называется ритмостратиграфией. Породы нового ритма часто отличаются по физическим свойствам вещества (по плотности, упругости и т. д.) Такие ритмы могут выделяться с помощью геофизических (сейсмических) исследований, а метод такого выделения называется сейсмостратиграфическим . Этим методом можно расчленять и определять последовательность пачек и толщ, недоступных непосредственному наблюдению, скрытых под поверхностью Земли или дном моря. Но этот метод надо применять осторожно: залегание пород может быть перевернутым, но этого мы пока касаться не будем.

2. Палеонтологический метод или биостратиграфический.

Это более надежный метод, чем стратиграфический, поскольку породы могут быть сходны по составу, но разного возраста. Он является основным методом относительной геохронологии.

В большинстве осадочных пород можно встретить остатки животных или растений. После работ Ж.Б. Ламарка и Ч. Дарвина по эволюции органического мира было установлено, что животные и растительные организмы в течение геологической истории постепенно совершенствовались и приспосабливались к окружающей среде. Некоторые животные и растения вымирали на определенных стадиях развития Земли, на смену им приходили другие, более совершенные. Таким образом, по остаткам ранее живших более примитивных предков, найденных в каком-либо слое, можно судить об относительно более древнем возрасте данного слоя. Но в палеонтологическом методе используются не все организмы, а только те, которые называются руководящими ископамыми. Для каждого возрастного интервала существует определенный комплекс руководящих ископаемых. Они характеризуются следующими признаками:

• ограниченное вертикальное распространение, что связано с большой изменчивостью и недолговечностью видов;

• широкое горизонтальное распространение;

• обилие особей, что позволяет часто находить их в породе;

• хорошая сохранность, что позволяет уверенно их определять;

• наличие твердых частей организмов (скелет, панцири, зубы и т. д.).

Крупных руководящих ископаемых относительно мало, Поэтому в последние годы руководящие ископаемые стали искать среди мелких организмов. Это простейшие – фораминиферы и радиолярии. Совсем недавно стали использовать мельчайшие организмы – нанопланктон.

3. Палеомагнитный метод

Установлено, что в истории Земли многократно происходила смена полярности магнитного поля, когда северный и южный полюсы обменивались местами. Смена полярности запечатливается в изменении ориентировки остаточной намагниченности пород. В настоящее время установлена шкала смены таких эпох. Одновозрастные слои имеют одинаковую полярность.

4. Споро-пыльцевой

Метод использует споры и пыльцу растений, которые встречаются очень часто.

5. Геофизический

Разделяет породы по удельному сопротивлению (электрокаротаж), по радиоактивности (γ –каротаж) и др.

6. Тектонический

Связывают возраст пород по одновременным проявлениям тектонических движений.

7. Магматический

Связывают возраст пород по одновременным процессам проявления магматизма.

8. Минералого-петрографический

Используется метод сравнения с породами известного возраста.

9. Метаморфический

Используется принцип, чем более изменена порода, тем она древнее. Этот способ надо применять осторожно, потому что здесь нет прямой зависимости между возрастом и тепловым потоком, который и преобразует, главным образом, горные породы.