Время в геологии (оценка возраста Земли, определение возраста горных пород).
Оценка возраста Земли
Возраст Земли, как установила современная наука, оценивается на основе анализа радиометрических данных, полученных при исследовании метеоритов и древнейших земных пород.
Метеориты: Изотопные исследования хондритов, являющихся остатками протопланетного вещества, показывают, что их возраст составляет около 4.54 ± 0.05 миллиарда лет. Этот возраст принимается за время формирования Земли, так как метеориты представляют собой одни из самых древних объектов в Солнечной системе.
Древнейшие породы: Изучение самых старых земных горных пород, обнаруженных в разных частях планеты, дает результаты, указывающие на возраст в диапазоне от 4.03 до 4.28 миллиарда лет. Эти породы, однако, могли претерпеть метаморфические изменения, поэтому возраст формирования первичной земной коры может быть немного больше.
Определение возраста горных пород
Для определения возраста горных пород геологи используют методы относительного и абсолютного датирования.
1. Относительное датирование
Относительное датирование позволяет определить последовательность геологических событий, устанавливая, какие породы образовались раньше, а какие позже. Принципы относительного датирования включают:
Принцип суперпозиции: В последовательности осадочных пород, которые не были подвержены тектоническим деформациям, более молодые слои залегают выше, а более древние – ниже. Этот принцип – основа для понимания последовательности накопления осадочных толщ.
Принцип горизонтальности: Осадочные породы первоначально откладываются в горизонтальном положении. Наклонное или складчатое положение пластов указывает на то, что они подвергались деформациям после своего образования.
Принцип пересечения: Геологическое тело (например, магматическая интрузия или разлом), которое пересекает другую породу, всегда моложе этой породы.
Принцип фаунистической преемственности: Разные слои осадочных пород содержат характерные для них окаменелости, которые позволяют определить относительный возраст пород и проследить эволюцию жизни на Земле.
Относительное датирование позволяет установить последовательность событий, но не дает точного возраста в годах.
2. Абсолютное датирование
Абсолютное датирование позволяет определить точный возраст горных пород в годах, используя методы радиоактивного датирования.
Радиометрическое датирование: Этот метод основан на анализе радиоактивного распада нестабильных изотопов, содержащихся в минералах. Каждый изотоп распадается с постоянной скоростью, характеризуемой периодом полураспада. Измеряя соотношение между количеством материнского и дочернего изотопов, можно определить время, прошедшее с момента образования минерала.
Уран-свинцовый.
Калий-аргоновый
Рубидий-стронциевый
Углеродный
51, 52 Движение литосферных плит (вертикальные и горизонтальные движения литосферных плит, дрейф материков сегодня и в истории Земли). Тектонические движения литосферных плит .
Л
итосферные
плиты
Литосферные плиты — крупные устойчивые малоподвижные блоки, составляющие каменную оболочку планеты. Границами литосферных плит являются глубинные разломы, протяжённость которых может составлять тысячи километров. Литосферные плиты движутся относительно друг друга в различных направлениях: сходятся, расходятся или перемещаются параллельно друг другу. Средняя скорость горизонтального движения литосферных плит измеряется несколькими сантиметрами в год. На Земле существует система срединно-океанических хребтов, расположенных во всех океанах. Хребты возвышаются на 2–3 км над ложем океана. Вершины подводных хребтов могут выходить на поверхность в виде островов. Границы литосферных плит проходят вдоль оси срединно-океанических хребтов.
Движение плит.
Горизонтальные движения (дрейф): это перемещения плит относительно друг друга по поверхности Земли. Они обусловлены конвекцией в мантии, где горячее вещество поднимается, а холодное опускается, увлекая за собой плиты. Горизонтальные движения приводят к формированию и разрушению океанов, образованию горных цепей и вулканических зон, а также к возникновению землетрясений вдоль границ плит. Скорости горизонтальных движений варьируются от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров в год.
Вертикальные движения: это поднятия или опускания участков земной коры, происходящие как в результате тектонических процессов, так и под влиянием других факторов. Вертикальные движения могут быть медленными и постепенными, а могут быть резкими и быстрыми.
Эпейрогенические движения (эпейрогенез): это медленные, плавные колебательные движения земной коры, охватывающие обширные территории. Они связаны с вертикальными перемещениями мантийного вещества. Эти движения не сопровождаются сильными деформациями горных пород.
Орогенические движения (орогенез): это интенсивные, часто быстрые движения, приводящие к складчатости и разломообразованию горных пород и формированию горных хребтов. Они связаны с горизонтальным сжатием или растяжением литосферных плит в зонах их столкновения или расхождения.
Типы границ
Дивергентные. Граница между плитами, двигающимися в разные стороны. В местах, где литосферные плиты расходятся, а освободившееся между ними пространство заполняется веществом астеносферы. Сперидии – процесс образования новой океанической литосферы в срединно-океанических хребтах и раздвижения плит. Выражается в импульсивном и многократном раздвигании блоков литосферы и заполнения пространства магмой.
Конвергентные. Границы на которых происходит столкновение плит, происходит субдукция или коллиция. Субдукция – процесс подвига литосферной плиты и пород мантии под края других плит. Линия активного контакта плит выражена в рельефе глубоководным желобом. Коллиция – столкновение плит, которое приводит к смятию коры и образованию горных цепей.
Трансформные. Плиты скользят относительно друг друга без наращивания и поглощения литосферы.
Дрейф материков
Дрейф материков, обусловленный конвекцией мантии, является непрерывным процессом, формирующим облик Земли. В современной геологической эпохе скорость движения плит варьируется от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров в год, при этом тихоокеанская плита движется быстрее других. В прошлом, особенно в периоды формирования суперконтинентов, таких как Пангея, скорости дрейфа могли быть значительно выше, достигая десятков сантиметров в год. Эти изменения скорости коррелируют с интенсивностью конвекционных потоков в мантии и процессами образования и разрушения литосферных плит. Геологические свидетельства, такие как палеомагнитные данные и распределение окаменелостей, подтверждают, что континенты не только дрейфовали, но и неоднократно собирались и распадались, формируя различные конфигурации суши на протяжении геологической истории Земли.