Для чего нужна геохронологическая таблица. Деление истории земли на эры и периоды. Когда появились горы и моря

Геологическая хронология, или геохронология , основана на выяснении геологической истории наиболее хорошо изученных регионов, например, в Центральной и Восточной Европе. На основе широких обобщений, сопоставления геологической истории различных регионов Земли, закономерностей эволюции органического мира в конце прошлого века на первых Международных геологических конгрессах была выработана и принята Международная геохронологическая шкала, отражающая последовательность подразделений времени, в течение которых формировались определенные комплексы отложений, и эволюцию органического мира. Таким образом, международная геохронологическая шкала - это естественная периодизация истории Земли.

Среди геохронологических подразделений выделяются: эон, эра, период, эпоха, век, время. Каждому геохронологическому подразделению отвечает комплекс отложений, выделенный в соответствии с изменением органического мира и называемый стратиграфическим: эонотема, группа, система, отдел, ярус, зона. Следовательно, группа является стратиграфическим подразделением, а соответствующее ей временное геохронологическое подразделение представляет эра. Поэтому существуют две шкалы: геохронологическая и стратиграфическая. Первую используют, когда говорят об относительном времени в истории Земли, а вторую, когда имеют дело с отложениями, так как в каждом месте земного шара в любой промежуток времени происходили какие-то геологические события. Другое дело, что накопление осадков было неповсеместным.

• Архейская и протерозойская эонотемы, охватывающие почти 80% времени существования Земли, выделяются в криптозой, так как в докембрийских образованиях полностью отсутствует скелетная фауна и палеонтологический метод к их расчленению неприменим. Поэтому разделение докембрийских образований базируется в первую очередь на общегеологических и радиометрических данных.
• Фанерозойский эон охватывает всего 570 млн. лет и расчленение соответствующей эонотемы отложений базируется на большом разнообразии многочисленной скелетной фауны. Фанерозойская эонотема подразделяется на три группы: палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую, отвечающие крупным этапам естественной геологической истории Земли, рубежи которых отмечены достаточно резкими изменениями органического мира.

Названия эонотем и групп происходят от греческих слов:

• "археос" - самый древний, древнейший;
• "протерос" - первичный;
• "палеос" - древний;
• "мезос" - средний;
• "кайнос" - новый.

Слово "криптос" означает скрытый, а "фанерозой" - явный, прозрачный, так как появилась скелетная фауна.
Слово "зой" происходит от "зоикос" - жизненный. Следовательно, "кайнозойская эра" означает эру новой жизни и т.д.

Группы подразделяются на системы, отложения которых сформировались в течение одного периода и характеризуются только им свойственными семействами или родами организмов, а если это растения, то родами и видами. Системы были выделены в различных регионах и в разное время, начиная с 1822 г. В настоящее время выделяются 12 систем, названия большей части которых происходят от тех мест, где они впервые были описаны. Например, юрская система - от Юрских гор в Швейцарии, пермская - от Пермской губернии в России, меловая - по наиболее характерным породам - белому писчему мелу и т.д. Четвертичную систему нередко именуют антропогеновой, так как именно в этом возрастном интервале появляется человек.

Системы подразделяются на два или три отдела, которым соответствуют ранняя, средняя, поздняя эпохи. Отделы, в свою очередь, разделяются на ярусы, которые характеризуются присутствием определенных родов и видов ископаемой фауны. И, наконец, ярусы подразделяются на зоны, являющиеся наиболее дробной частью международной стратиграфической шкалы, которой в геохронологической шкале соответствует время. Названия ярусов даются обычно по географическим названиям районов, где этот ярус был выделен; например, алданский, башкирский, маастрихтский ярусы и т.д. В то же время зона обозначается по наиболее характерному виду ископаемой фауны. Зона охватывает, как правило, только определенную часть региона и развита на меньшей площади, нежели отложения яруса.

Всем подразделениям стратиграфической шкалы соответствуют геологические разрезы, в которых эти подразделения были впервые выделены. Поэтому такие разрезы являются эталонными, типичными и называются стратотипами, в которых содержится только им свойственный комплекс органических остатков, определяющий стратиграфический объем данного стратотипа. Определение относительного возраста каких-либо слоев и заключается в сравнении обнаруженного комплекса органических остатков в изучаемых слоях с комплексом ископаемых в стратотипе соответствующего подразделения международной геохронологической шкалы, т.е. возраст отложений определяют относительно стратотипа. Именно поэтому палеонтологический метод, несмотря на присущие ему недостатки остается наиболее важным методом определения геологического возраста горных пород. Определение относительного возраста, например, девонских отложений, свидетельствует лишь о том, что эти отложения моложе силурийских, но древнее каменноугольных. Однако установить длительность формирования девонских отложений и дать заключение о том, когда (в абсолютном летоисчислении) произошло накопление этих отложений - невозможно. Только методы абсолютной геохронологии способны ответить на этот вопрос.

Таб. 1. Геохронологическая таблица

Эра	Период	Эпоха	Продол- житель- ность, млн. лет	Время от начала периода до наших дней, млн. лет	Геологические условия	Растительный мир	Животный мир
Кайнозой (время млекопитающих)	Четвертичный	Современная	0,011	0,011	Конец последнего ледникового периода. Климат теплый	Упадок древесных форм, расцвет травянистых	Эпоха человека
		Плейстоцен	1	1	Повторные оледенения. Четыре ледниковых периода	Вымирание многих видов растений	Вымирание крупных млекопитающих. Зарождение человеческого общества
	Третичный	Плиоцен	12	13	Продолжается поднятие гор на западе Северной Америки. Вулканическая активность	Упадок лесов. Распространение лугов. Цветковые растения; развитие однодольных	Возникновение человека от человекообразных обезьян. Виды слонов, лошадей, верблюдов, сходные с современными
		Миоцен	13	25	Образовались Сиерры и Каскадные горы. Вулканическая активность на северо-западе США. Климат прохладный		Кульминационный период в эволюции млекопитающих. Первые человекообразные обезьяны
		Олигоцен	11	30	Материки низменные. Климат теплый	Максимальное распространение лесов. Усиление развития однодольных цветковых растений	Архаические млекопитающие вымирают. Начало развития антропоидов; предшественники большинства ныне живущих родов млекопитающих
		Эоцен	22	58	Горы размыты. Внутриконтинентальные моря отсутствуют. Климат теплый		Разнообразные и специализированные плацентарные млекопитающие. Копытные и хищники достигают расцвета
		Палеоцен	5	63			Распространение архаических млекопитающих
Альпийское горообразование (незначительное уничтожение ископаемых)
Мезозой (время пресмыкающихся)	Мел		72	135	В конце периода образуются Анды, Альпы, Гималаи, Скалистые горы. До этого внутриконтинентальные моря и болота. Отложение писчего мела, глинистых сланцев	Первые однодольные. Первые дубовые и кленовые леса. Упадок голосеменных	Динозавры достигают наивысшего развития и вымирают. Зубатые птицы вымирают. Появление первых современных птиц. Архаические млекопитающие обычны
	Юра		46	181	Материки довольно возвышенные. Мелководные моря покрывают некоторую часть Европы и запад США	Увеличивается значение двудольных. Цикадофиты и хвойные обычны	Первые зубатые птицы. Динозавры крупные и специализированные. Насекомоядные сумчатые
	Триас		49	230	Материки приподняты над уровнем моря. Интенсивное развитие условий аридного климата. Широкое распространение континентальных отложений	Господство голосеменных, уже начинающих клониться к упадку. Вымирание семенных папоротников	Первые динозавры, птерозавры и яйцекладущие млекопитающие. Вымирание примитивных земноводных
Герцинское горообразование (некоторое уничтожение ископаемых)
Палеозой (эра древней жизни)	Пермь		50	280	Материки приподняты. Образовались Аппалачские горы. Усиливается засушливость. Оледенение в южном полушарии	Упадок плаунов и папоротникообразных растений	Многие древние животные вымирают. Развиваются звероподобные пресмыкающиеся и насекомые
	Верхний и средний карбон		40	320	Материки сначала низменные. Обширные болота, в которых образовался уголь	Большие леса семенных папоротников и голосеменных	Первые пресмыкающиеся. Насекомые обычны. Распространение древних земноводных
	Нижний карбон		25	345	Климат вначале теплый и влажный, позднее в связи с поднятием суши - более прохладный	Господствуют плауны и папоротникообразные растения. Все шире распространяются голосеменные	Морские лилии достигают наивысшего развития. Распространение древних акул
	Девон		60	405	Внутриконтинентальные моря небольшого размера. Поднятие суши; развитие аридного климата. Оледенение	Первые леса. Наземные растения хорошо развиты. Первые голосеменные	Первые земноводные. Обилие двоякодышащих и акул
	Силур		20	425	Обширные внутриконтинентальные моря. Низменные местности становятся все более засушливыми по мере поднятия суши	Первые достоверные следы наземных растений. Господствуют водоросли	Господствуют морские паукообразные. Первые (бескрылые) насекомые. Усиливается развитие рыб
	Ордовик		75	500	Значительное погружение суши. Климат теплый, даже в Арктике	Вероятно, появляются первые наземные растения. Обилие морских водорослей	Первые рыбы, вероятно пресноводные. Обилие кораллов и трилобитов. Разнообразные молюски
	Кембрий		100	600	Материки низменные, климат умеренный. Самые древние породы с обильными ископаемыми	Морские водоросли	Господствуют трилобиты и нлеченогие. Зарождение большинства современных типов животных
Второе великое горообразование (значительное уничтожение ископаемых)
Протерозой			1000	1600	Интенсивный процесс осадкообразования. Позднее - вулканическая активность. Эрозия на обширных площадях. Многократные оледенения	Примитивные водные растения - водоросли, грибы	Различные морские простейшие. К концу эры - моллюски, черви и другие морские беспозвоночные
Первое великое горообразование (значительное уничтожение ископаемых)
Архей			2000	3600	Значительная вулканическая активность. Слабый процесс осадкообразования. Эрозия на больших зглощадях	Ископаемые отсутствуют. Косвенные указания на существование живых организмов в виде отложений органического вещества в породах

Проблема определения абсолютного возраста горных пород, продолжительности существования Земли издавна занимала умы геологов, и попытки ее решения предпринимались много раз, для чего использовались различные явления и процессы. Ранние представления об абсолютном возрасте Земли были курьезными. Современник М. В. Ломоносова французский естествоиспытатель Бюффон определял возраст нашей планеты всего лишь в 74 800 лет. Другие ученые давали различные цифры, не превышающие 400-500 млн. лет. Здесь следует отметить, что все эти попытки заранее были обречены на неудачу, так как они исходили из постоянства скоростей процессов, которые, как известно, менялись в геологической истории Земли. И только в первой половине XX в. появилась реальная возможность измерять действительно абсолютный возраст горных пород, геологических процессов и Земли как планеты.

Таб.2. Изотопы, используемые для определения абсолютного возраста
Материнский изотоп	Конечный продукт	Период полураспада, млрд.лет
147 Sm	143 Nd+He	106
238 U	206 Pb+ 8 He	4,46
235 U	208 РЬ+ 7 He	0,70
232 Th	208 РЬ+ 6 Не	14,00
87 Rb	87 Sr+β	48,80
40 K	40 Аr+ 40 Са	1,30
14 C	14 N	5730 лет

Одна из главных задач геологических исследований это определение возраста горных пород слагающих земную кору. Различают относительный и абсолютный их возраст. Существует несколько методов определения относительного возраста горных пород: стратиграфический и палеонтологический.

Стратиграфический метод основан на анализе осадочных пород (морских и континентальных) и определения последовательности их образования. Пласты, лежащие внизу древнее, наверху моложе. Этим методом устанавливается относительный возраст горных пород в определенном геологическом разрезе на небольших участках.

Палеонтологический метод заключается в изучении окаменелых остатков органического мира. Органический мир в ходе геологической истории претерпевал значительные изменения. Изучение осадочных пород в вертикальном разрезе земной коры показало, что определенному комплексу слоев соответствует определенный комплекс растительных и животных организмов.

Таким образом, окаменелости растительного и животного происхождения можно использовать для определения возраста горных пород. Окаменелостями называются остатки вымерших растений и животных, а также следы их жизнедеятельности. Для определения геологического возраста имеют значение не все организмы, а только так называемые руководящие, т. е. те организмы, которые в геологическом понимании существовали недолго.

Руководящие окаменелости должны иметь небольшое вертикальное и широкое горизонтальное распространение, а также хорошую сохранность. В каждый геологический период развивалась определенная группа животных и растений. Окаменелые остатки их встречаются в отложениях соответствующего возраста. В древних пластах земной коры обнаруживаются остатки примитивных организмов, в более молодых высокоорганизованных. Развитие органического мира происходило по восходящей линии; от простых организмов к сложным. Чем ближе к нашему времени, тем больше сходства с современным органическим миром. Палеонтологический метод наиболее точный и широко применяемый.

Состав таблицы

Геохронологическая шкала создавалась для определения относительного геологического возраста пород. Абсолютный возраст, измеряемый в годах, имеет для геологов второстепенное значение. Время существования Земли разделено на два главных интервала: фанерозой и докембрий (криптозой) по появлению в осадочных породах ископаемых остатков. Криптозой - время скрытой жизни, в нём существовали только мягкотелые организмы, не оставляющие следов в осадочных породах. Фанерозой начался с появлением на границе эдиакария (венд) и кембрия множества видов моллюсков и других организмов, позволяющих палеонтологии расчленять толщи по находкам ископаемой флоры и фауны.

Другое крупное деление геохронологической шкалы имеет своим истоком самые первые попытки разделить историю Земли на крупнейшие временны́е интервалы. Тогда вся история была разделена на четыре периода: первичный, который эквивалентен докембрию, вторичный - палеозой и мезозой, третичный - весь кайнозой без последнего четвертичного периода. Четвертичный период занимает особое положение. Это самый короткий период, но в нём произошло множество событий, следы которых сохранились лучше других.

На основании стратиграфического и палеонтологического методов построена стратиграфическая шкала, представленная на рис.1, в которой горные породы, слагающие земную кору, расположены в определенной последовательности в соответствии с их относительным возрастом. В этой шкале выделены группы, системы, отделы, ярусы. На основе стратиграфической шкалы разработана геохронологическая таблица, в которой время образования групп, систем, отделов и ярусов называется эрой, периодом, эпохой, веком.

Рис.1. Геохронологическая шкала

Вся геологическая история Земли разделена на 5 эр: архейскую протерозойскую, палеозойскую, мезозойскую, кайнозойскую. Каждая эр разделена на периоды, периоды на эпохи, эпохи на века.

Особенности определения возраста горных пород

Абсолютный геологический возраст — время, протекшее от какого-либо геологического события до современной эпохи, исчисляемое в абсолютны единицах времени (в миллиардах, миллионах, тысячах и т. д. лет). Существует несколько методов определения абсолютного возраст горных пород.

Седиментационный метод сводится к определению количества обломочног материала, ежегодно сносимого с поверхности суши и откладываемого на дне моря. Зная, сколько накапливается осадков на дне моря в течение года и измерив мощность осадочных толщ, накопившихся в отдельные геологические периоды, можно узнать продолжительность времени, потребовавшегося на накопление этих осадков.

Седиментационный метод не совсем точен. Неточность его объясняется неравномерностью процессов осадконакопления. Скорость осадконакопления непостоянна, она меняется, усиливаясь и достигая максимума в периоды тектонической активности земной коры, когда земная поверхность имеет сильно расчлененные формы, благодаря чему усиливаются денудационные процессы и в результате поступает больше осадков, в морские бассейны. В периоды менее активных тектонических движений земной коры денудационные процессы ослабевают и количество осадков уменьшается. Этот метод дает лишь ориентировочное представление о геологическом возрасте Земли.

Радиологические методы самые точные методы определения абсолютного возраста горных пород. Они основаны на использовании радиоактивного распада изотопов урана, радия, калия и других радиоактивных элементов. Скорость радиоактивного распада постоянна и не зависит от внешних условий. Конечными продуктами, распада урана являются гелий и свинец РЬ206. Из 100 граммов урана за 74 млн. лет образуется 1 грамм (1%) свинца. Если определить количество свинца (в процентах) в массе урана, то умножением на 74 млн. получают возраст минерала, а по нему и время существования геологического пласта.

В последнее время стали применять радиоактивный метод, который получил название калиевого или аргонового. В этом случае используется изотоп калия с атомным весом 40. Калиевый метод имеет то преимущество, что калий широко распространен в природе. В процессе распада калия образуются кальций и газ аргон. Недостатком радиологического метода является ограниченная возможность его применения главным образом для определения возраста магматических и метаморфических пород.

Геохронологическая таблица - это один из способов представления этапов развития планеты Земля, в частности жизни на ней. В таблицу записывают эры, которые подразделяются на периоды, указывается их возраст, продолжительность, описываются основные ароморфозы флоры и фауны.

Часто в геохронологических таблицах более ранние, т. е. более старые, эры записываются внизу, а более поздние, т. е. более молодые, – вверху. Ниже представлены данные о развитии жизни на Земле в естественном хронологическом порядке: от старых к новым. Табличная форма опущена ради удобства.

Архейская эра

Началась примерно 3500 млн (3,5 млрд) лет назад. Длилась около 1000 млн лет (1 млрд).

В архейскую эру появляются первые признаки жизни на Земле – одноклеточные организмы.

По современным оценкам возраст Земли составляет более 4 млрд лет. До архея была катархейская эра, когда жизни еще не было.

Протерозойская эра

Началась примерно 2700 млн (2,7 млрд) лет назад. Продолжалась более 2 млрд. лет.

Протерозой – эра ранней жизни. В слоях, принадлежащих этой эре, находят редкие и малочисленные органические остатки. Однако они принадлежат всем типам беспозвоночны животных. Также скорее всего появляются первые хордовые - бесчерепные.

Палеозойская эра

Началась около 570 млн лет назад, длилась более 300 млн лет.

Палеозой - древняя жизнь. Начиная с него процесс эволюции изучен лучше, т. к. остатки организмов из более верхних геологических слоев более доступны. Отсюда принято подробно рассматривать каждую эру, отмечая изменения органического мира для каждого периода (хотя свои периоды выделяют и в архее и в протерозое).

Кембрийский период (кембрий)

Длился около 70 млн. лет. Процветают морские беспозвоночные, водоросли. Появляется множество новых групп организмов - происходит так называемый кембрийский взрыв.

Ордовикский период (ордовик)

Длился 60 млн лет. Расцвет трилобитов, ракоскорпионов. Появляются первые сосудистые растения.

Силур (30 млн лет)

• Расцвет кораллов.
• Появление щитковых – бесчелюстных позвоночных.
• Появление растений псилофитов, вышедших на сушу.

Девон (60 млн лет)

• Расцвет щитковых.
• Появление кистеперых рыб и стегоцефалов.
• Распространение на суше высших споровых.

Каменноугольный период

Длился около 70 млн лет.

• Расцвет земноводных.
• Появление первых пресмыкающихся.
• Появление летающих форм членистоногих.
• Снижение численности трилобитов.
• Расцвет папоротникообразных.
• Появление семенных папоротников.

Пермь (55 млн)

• Распространение пресмыкающихся, возникновение зверозубых ящеров.
• Вымирание трилобитов.
• Исчезновение каменноугольных лесов.
• Распространение голосеменных.

Мезозойская эра

Эра средней жизни.

Геохронология и стратиграфия

Началась 230 млн лет назад, длилась около 160 млн лет.

Триасовый период

Длительность - 35 млн лет. Расцвет пресмыкающихся, появление первых млекопитающих и настоящих костистых рыб.

Юрский период

Длился около 60 млн лет.

• Господство пресмыкающихся и голосеменных растений.
• Появление археоптерикса.
• В морях много головоногих моллюсков.

Меловой период (70 млн лет)

• Появление высших млекопитающих и настоящих птиц.
• Широкое распространение костистых рыб.
• Сокращение папоротников и голосеменных.
• Появление покрытосеменных.

Кайнозойская эра

Эра новой жизни. Началась 67 млн лет назад, длится соответственно столько же.

Палеоген

Длился около 40 млн лет.

• Появление хвостатых лемуров, долгопятов, парапитеков и дриопитеков.
• Бурный расцвет насекомых.
• Продолжается вымирание крупных пресмыкающихся.
• Исчезают целые группы головоногих моллюсков.
• Господство покрытосеменных растений.

Неоген (около 23,5 млн лет)

Господство млекопитающих и птиц. Появились первые представители рода Люди (Homo).

Антропоген (1,5 млн лет)

Появление вида человека разумного (Homo Sapiens). Животный и растительный мир принимает современный облик.

В 1881 г. на II Международном геологическом конгрессе в г. Болонье была принята Международная геохронологическая шкала, являющаяся широким системным обобщением работ многих поколений геологов в различных областях геологических знаний. В шкале отражены хронологическая последовательность временных подразделений, в течение которых сформировались определенные комплексы отложений и эволюция органического мира, т. е. в международной геохронологической шкале отражена естественная периодизация истории Земли. Построена она на принципе рангового соподчинения временных и стратиграфических единиц от более крупных к более мелким (табл. 6.1).

Каждому временному подразделению отвечает комплекс отложений, выделенный в соответствии с изменением органического мира и называющийся стратиграфическим подразделением.

Поэтому существуют две шкалы: геохронологическая и стратиграфическая (табл. 6.2, 6.3, 6.4). В этих шкалах вся история Земли разделена на несколько эонов и соответствующих им эонотем.

Геохронологические и стратиграфические шкалы постоянно меняются и совершенствуются. Шкала, приведенная в табл. 6.2, имеет ранг международной, но и у нее есть варианты: вместо каменноугольного периода в европейской шкале, в США выделяют два периода: миссисипский, следующий за девонским, и пенсильванский, предшествующий пермскому.

Каждой эре (периоду, эпохе и т. д.) свойствен свой комплекс живых организмов, эволюция которых является одним из критериев построения стратиграфической шкалы.

В 1992 г. Межведомственным стратиграфическим комитетом была опубликована современная стратиграфическая (геохронологическая) шкала, которая рекомендуется для всех геологических организаций нашей страны (см. табл. 6.2, 6.3, 6.4), но она не является общепринятой в мировом масштабе; наибольшие разногласия существуют для докембрия и для четвертичной системы.



Примечания.

Здесь выделены:

1. Архейский эон (AR) (древнейшая жизнь), которому соответствует стратиграфическая толша пород - архейская эонотема.

2. Протерозойский эон (PR) (первичная жизнь) - ему соответствует стратиграфическая толща пород - протерозойская эонотема.

3. Фанерозойский эон, подразделяющийся на три эры:

3.1 - палеозойская эра (PZ) (эра древней жизни) - ей соответствует палеозойская толща пород - палеозойская эратема (группа);

3.2 - мезозойская эра (MZ) (эра средней жизни) - ей соответствует мезозойская толща пород - мезозойская эратема (группа);

3.3 - кайнозойская эра (KZ) (эра новой жизни) - ей соответствует кайнозойская толща пород - кайнозойская эратема (группа).

Архейский эон разделен на две части: ранний (древнее 3500 млн лет) и поздний архей. Протерозойский эон тоже разделен на две части: ранний и поздний протерозой; в последнем выделяется рифей (R) (по древнему названию Урала - Ripheus) и вендский период (V) - по имени древнего славянского племени «веды» или «венеды».

Фанерозойские эон и эонотема подразделяются на три эры (эратемы) и 12 периодов (систем). Название периодам обычно присваивается по наименованию местности, где они впервые были выделены и наиболее полно описаны.

В палеозойской эре (эратеме) выделены соответственно.

1. Кембрийский период (6) - кембрийская система (Є) - по древнему названию провинции Уэльс в Англии - Cambria;

2. Ордовикский период (О) - ордовикская система (О) - по названию древних племен Англии, населявших те районы, - «мордовиков»;

3. Силурийский период (S) - силурийская система (S) - по названию древних племен Англии - «силуров»;

4. Девонский период (D) - девонская система (D) - по названию графства Девоншир в Англии;

5. Каменноугольный (карбоновый) период (С) - каменноугольная (карбоновая) система (О - по широкому развитию в этих отложениях залежей каменного угля;

6. Пермский период (P) - пермская система (P) - по названию пермской губернии в России.

В мезозойской эре (эратеме) выделены соответственно.

1. Триасовый период (T) - триасовая система (T) - по делению периода (системы) на три части;

2) Юрский период (J) - юрская система (J) - по названию Юрских гор в Швейцарии;

3. Меловой период (К) - меловая система (К) - по широкому развитию в отложениях этой системы писчего мела.

В кайнозойской эре (эратеме) выделены соответственно.

1. Палеогеновый период (P) - палеогеновая система (P) - наиболее древняя часть кайнозойской эры;

2. Неогеновый период (N) - неогеновая система (N) - новорожденные;

3. Четвертичный период (Q) - четвертичная система (Q) - по предложению акад.

Геохронологическая шкала

А.А. Павлова, называемая иногда антропогеном.

Индексы (символы) эр (эратем) обозначаются двумя первыми буквами латинской транскрипции, а периодов (систем) - по первой букве.

На геологических картах и разрезах для удобства изображения каждой возрастной системе присвоен определенный цвет. Периоды (системы) разделены соответственно на эпохи (отделы). Длительность геологических периодов неодинакова - от 20 до 100 млн лет. Исключение составляет четвертичный период - 1,8 млн лет, но он еще не закончился.

Ранние, средние, поздние эпохи соответствуют нижним, средним, верхним отделам. Эпох (отделов) может быть две или три. Индексам эпох (отделов) соответствует индекс своих периодов (систем) с добавлением цифр справа внизу - 1,2,3. Например, 5, - раннесилурийская эпоха, a S2 - позднесилурийская эпоха. Для цветового обозначения эпох (отделов) используется цвет своих периодов (систем) для более ранних (поздних) - более темных оттенков. Эпохи (отделы) юрского периода и кайнозойской эры сохранили собственные названия. Стратиграфические и геохронологические единицы кайнозойской эры (группы) имеют свои названия: P1 - палеоцен, P2 - эоцен, P3 - олигоцен, N1 - миоцен, N2 - плиоцен, QI, QII, QIII - эпохи (отделы) ранне- (нижне-), средне- (средне-), позднечетвертичная (верхнечетвертичная) - вместе называются плейстоценом, a Q4 - голоценом.

Следующими и более дробными единицами геохронологической и стратиграфической шкал являются век (ярус) продолжительностью от 2 до 10 млн лет. Названия им присваиваются географические.

1. Геологическая шкала времени

1.5. Геохронологическая и стратиграфическая шкалы.

Необратимость времени

3. Естествознание эпохи средневековья

Список использованной литературы

1. Геологическая шкала времени

Физические, космологические, химические концепции подводят вплотную к представлениям о Земле, ее происхождении, строении и разнообразнейших свойствах. Комплекс наук о Земле обычно называют геологией (греч. ge – Земля). Земля- это место и необходимое условие существования человечества. По этой причине геологические концепции имеют для человека насущнейшее значение. Нам предстоит уяснить характер их эволюции. Геологические концепции возникают не самопроизвольно, они являются итогом кропотливейших научных изысканий.

Земля – уникальный космический объект. В его изучении центральное место занимает идея эволюции Земли. С учетом этого обратимся, прежде всего, к такому важному количественно-эволюционному параметру Земли, как ее время, геологическое время.

Выработка научных концепций о геологическом времени осложняется тем обстоятельством, что время жизни человеческого индивидуума составляет ничтожную долю возраста Земли (ок. 4,6 * 109 лет). Простая экстраполяция актуального геологического времени в глубины прошлого геологического времени ничего не дает. Чтобы получить сведения о геологическом прошлом Земли, необходимы какие-то особые концепции. Существуют самые различные способы осмысления геологического времени, главные среди них – литологические, биостратиграфические и радиологические.

Литологическая концепция геологического времени была впервые разработана датским врачом и натуралистом Н. Стенсеном (Стено). Согласно концепции Стено (1669), в серии нормально залегающих пластов вышележащих пласт моложе нижележащих, а секущие их трещины и минеральные жилы еще моложе. Главная идея Стено такова: слоистая структура пород поверхности Земли представляет собой пространственное отображение геологического времени, которое, разумеется, также обладает определенной структурностью. В развитие идей Стено геологическое время определяют по накоплениям осадков в морях и океанах, речных отложений в приустьевых участках побережья, по высоте дюн, по толщам «ленточных» глин, возникающих у краев ледников в результате их таяния.

При биостратиграфическом осмыслении геологического времени во внимание принимаются останки древних организмов: фауны и флора, залегающие выше, считаются более молодыми. Эту закономерность установил англичанин У. Смит, который составил первую геологическую карту Англии с разделением горных пород по их возрасту (1813-1815). Важно, что в отличие от литологических слоев биостратиграфические признаки распространяются на большие расстояния и присутствуют по всей оболочке Земли в целом.

На основе лито- и биостратиграфических данных неоднократно делались попытки создать единую (био) стратиграфическую шкалу геологического времени. Однако на этом пути исследователи неизменно наталкивались на неопределимые трудности. По (био)стратиграфическим данным можно определить отношение «старше-моложе», но затруднительно определить на сколько лет один слой сложился раньше другого. Но задача упорядочения геологических событий требует введения не только порядковых, но и количественных (метрических) характеристик времени.

При радиологическом измерении времени, в так называемой изотопной хронологии, возраст геологических объектов определяется исходя из соотношения в них материнского и дочернего изотопов радиоактивного элемента. Идея радиологического измерения времени была предложена в начале ХХ в. П.Кюри и Э.Резерфордом.

Изотопная геохронология позволила использовать в процедурах измерения геологического времени не только порядковые определения типа «раньше — позже», но и количественные определения. В этой связи вводится шкала геологического времени, которую обычно представляют в различных версиях. Одна из них приводится ниже.

Интервалы геологического времени (начала периодов и эпох в миллионах лет от настоящего времени)

В названиях геологических периодов от ранней их классификации сохранились только два выражения: третичный и четвертичный. Часть названий геологических периодов связаны либо с местностями, либо с характером вещественных отложений. Так, девонский период характеризует возраст отложений, впервые изученных в графстве Девоншир в Англии. Меловой период характеризует возрастные особенности геологических отложений, содержащих много мела.

2. Необратимость времени

Время – это форма существования материи, выражающая порядок изменения объектов и явлений действительности. Характеризует реальную длительность действий, процессов, событий; обозначает промежуток между событиями.

В отличие от пространства, в каждую точку которого можно снова и снова возвращаться, время – необратимо и одномерно . Оно течет из прошлого через настоящее к будущему. Нельзя возвратиться назад в какую-либо точку времени, но нельзя и перескочить через какой-либо временной промежуток в будущее. Отсюда следует, что время составляет как бы рамки для причинно-следственных связей. Некоторые утверждают, что необратимость времени и его направленность определяются причиной связью, так как причина всегда предшествует следствию. Однако очевидно, что понятие предшествования уже предполагает время. Более прав поэтому Г. Рейхенбах, который пишет: «Не только временной порядок, но и объединенный пространственно-временной порядок раскрываются как упорядочивающая схема, управляющая причинными цепями, и, таким образом, как выражение каузальной структуры вселенной».

Необратимость времени в макроскопических процессах находит свое воплощение в законе возрастания энтропии. В обратимых процессах энтропия остается постоянной, в необратимых – возрастает. Реальные же процессы всегда необратимы. В замкнутой системе максимально возможная энтропия соответствует наступлению в ней теплового равновесия: разности температур в отдельных частях системы исчезают и макроскопические процессы становятся невозможными. Вся присущая системе энергия превращается в энергию неупорядоченного, хаотического движения микрочастиц, и обратный переход тепла в работу невозможен.

Выяснилось, что время нельзя рассматривать как нечто отдельно взятое. И в любом случае измеренное значение времени зависит от относительного движения наблюдателей. Поэтому два наблюдателя, движущиеся относительно друг друга и следящие за двумя различными событиями, придут к разным выводам о том, насколько эти события разделены в пространстве и во времени. В 1907 г. немецкий математик Герман Минковский (1864-1909) высказал предположение о тесной связи трех пространственных и одной временной характеристик. По его мнению, все события во Вселенной происходят в четырехмерном пространственно-временном континууме.

Геохронология – последовательность геологических событий во времени, их продолжительность и соподчиненность:

– относительная геохронология отражает естественные этапы в истории развития Земли, основанная на принципе последовательности напластовывания и использует метод биостратиграфических построений;

– абсолютная геохронология определяет возраст и длительность подразделений геохронологической шкалы в промежутках времени, равных современному астрономическому году (в астрономических единицах). Она основана на изучении продуктов радиоактивного распада в минералах.

Геохронологическая (геоисторическая) шкала – иерархическая система геохронологических подразделений, эквивалентных единицам общей стратиграфической шкалы.

Стратиграфическое подразделение (единица) – совокупность горных пород, составляющих определенное единство по комплексу признаков (особенностям вещественного состава, органических остатков), который позволяет выделить ее в разрезе и проследить по площади.

Закономерности развития и образования земной коры изучает историческая геология . Возраст горных пород бывает абсолютным и относительным.

Абсолютный возраст – продолжительность существования (жизни) породы, выраженная в годах. Для его определения применяют методы, основанные на использовании процессов радиоактивных превращений, которые имеют место в некоторых химических элементах (уран, калий, рубидий), входящих в состав пород. Возраст магматических пород, а также химических осадков равен возрасту составляющих их минералов. Другие породы моложе входящих в их состав минералов.

Соотношение количеств совместно находящихся радиоактивного исходного изотопа и образовавшегося из него устойчивого элемента дает представление о возрасте вмещающих их пород. Методы определения абсолютного возраста получили свое название от продуктов радиоактивного распада: урано-свинцовый (свинцовый), гелиевый, калий-аргоновый (аргоновый), калий-кальциевый, рубидиево-стронциевый и др. Так, зная, какое количество свинца образуется из 1 г урана в год, определяя их совместное содержание в данном минерале, можно найти абсолютный возраст минерала и той горной породы, в которой он находится. По углероду 14 С, период полураспада которого равен 5568 лет, можно установить возраст образований, появившихся позднее. Установить абсолютный возраст горных пород можно по геохронологической шкале земной коры (табл.). Определение абсолютного возраста горных пород весьма трудная задача, решение которой стало возможным только в 50-тые годы XX века.

Геохронологическая шкала земной коры

(эонотемы)		Период (система)		Типичные организмы	Абс. возраст, млн. лет
Неохрон (фанерозой)	Кайнозойская Kz («эра новой жизни»)	Четвертичный (антропогенный) Q
		Третичный Tr		Млекопитающиеся, цветковые растения
			Палеоген P
	Мезозойская Mz («эра сред-ней жизни»)	Меловой К		Головоногие, моллюски и пресмыкающиеся
		Триасовый T
	Палеозойская Pz («эра древней жизни»)	Пермский P		Амфибии и споровые
		Каменноугольный C
		Девонский D		Рыбы, плеченогие
		Силурийский S		беспозвоночные
		Ордовикский O
		Кембрийский Cm
Палеохрон (криптозой)	Протерозойская PR			Редкие остатки примитивных форм
	Архейская (археозойская) AR
Планетарная стадия Земли					Свыше 4500

Чем моложе определяемый возраст минерала, тем большее количество его требуется для анализа, так как не успевают накопиться продукты распада.

			Периоды и их продолжительность (в млн. лет)		Животный и растительный мир
Название и продолжительность (в млн. лет)	(в млн. лет)
Кайнозойская (новой жизни), 67		Антропоген, 1,5		Появление и развитие человека. Животный и растительный мир принял современный облик.
		Неоген, 23,5		Господство млекопитающих, птиц
		Палеоген, 42		Появление хвостатых лемуров, долгопятов, позднее - парапитеков, дриопитеков. Бурный расцвет насекомых. Продолжается вымирание крупных пресмыкающихся. Исчезают многие группы головоногих моллюсков. Господство покрытосеменных растений.
Мезозойская (средней жизни), 163		Меловой, 70		Появление высших млекопитающих и настоящих птиц, хотя и зубастые птицы ещё распространены. Преобладают костистые рыбы. Сокращение папоротников и голосеменных. Появление и распространение покрытосеменных
		Юрский, 58		Господство млекопитающих. Появление археоптерикса. Процветание головоногих моллюсков. Господство голосеменных.
		Триасовый, 35		Начало расцвета пресмыкающихся. Появление первых млекопитающих, настоящих костистых рыб.
Палеозойская (древней жизни), 340	Возможно, 570	Пермский, 55		Быстрое развитие пресмыкающихся. Возникновение зверозубых пресмыкающихся. Вымирание трилобитов. Исчезновение каменноугольных лесов. Богатая флора голосеменных.
		Каменноугольный, 75-65		Расцвет земноводных. Возникновение первых пресмыкающихся. Появление летающих форм насекомых, пауков, скорпионов. Заметное уменьшение трилобитов. Расцвет папоротникообразных. Появление семенных папоротников.
		Девонский, 60		Расцвет щитковых. Появление кистепёрых рыб. Появление стегоцефалов. Распространение на суше высших споровых.
		Силурийский, 30		Пышное развитие кораллов, трилобитов. Появление бесчелюстных позвоночных - щитковых. Выход растений на сушу - псилофиты. Широкое распространение водорослей.
		Ордовикский, 60 Кембрийский, 70		Процветают морские беспозвоночные. Широкое распространение трилобитов, водорослей.
Протерозойская (ранней жизни), свыше 2000				Органические остатки редки и малочисленны, но относятся ко всем типам беспозвоночных. Появление первичных хордовых - подтипа бесчерепных.
Архейская (самая древняя в истории Земли), около 1000	Возможно, >3500			Следы жизни незначительны

Литература

1. Полянский Ю. И., Браун А. Д., Верзилин Н. М., учебник для 9-10 классов средней школы "Общая биология", Москва, "Просвещение", 1987 г., 287 с.

2. Лемеза Н. А., Морозик М. С., Морозов Е. И., "Пособие по биологии для поступающих в вузы", Минск, ИП "Экоперспектива", 2000 г., 576 с.

3. Прохоров А. Л., "Возникновение жизни на Земле" по материалам статьи Ричарда Монастерски в журнале National Geographic, 1998 г.

1 Абиогенез - образование органических соединений, распространённых в живой природе, вне организма без участия ферментов; возникновение живого из неживого.

2 Биогенез - образование органических соединений живыми организмами; эмпирическое обобщение, утверждающее, что всё живое происходит от живого.

Планеты Земля. Чтобы узнать возраст горных пород, исполь-зуют их абсолютный и относительный возраст .

Абсолютный возраст горных пород определяется по способности не-которых радиоактивных элементов к саморазложению в природных условиях. Относительный возраст определяется по условиям залега-ния осадочных горных пород, особенностям их состава, встречающим-ся останкам живших в прошлые эпохи организмов . Понятно, что более глубокие слои отражают более древние геологические события.

Изученность возраста горных пород позволила составить геохронологическую таблицу (таблицу геологического летоисчисления).

В геологической истории выделяют крупные временные отрезки — эры и периоды .

В геологическом прошлом выделяется самая древняя архейская эра , за которой следуют протерозойская , палеозойская , мезозойская , кай-нозойская . Каждая эра делится на периоды. Самый ранний из них — докембрийский .

Обратите внимание на то, что геохронологическая таблица строится от древнейших этапов к современному и читать её нужно снизу вверх. Для каждой эры показываются соответствующий ей этап развития климата, живой природы, главнейшие геологические события и наибо-лее характерные полезные ископаемые.

Геохронологическая таблица (таблица геологического летоисчисления)

Эра и её про-дол-жи-тель-ность (млн лет)	Период		Главные геологические события		Эволюция природы и органического мира	Полезные ископаемые
	Начало (млн лет назад)	Продол-житель-ность (млн лет)	Эпоха склад-чатости	Изменения в облике Земли
Кайнозой (67)	(2) Четвертичный (2)		Альпийская	Общее поднятие территории, увеличение суши. Накопление снега в горах и неоднократные оледенения. Формирование современного рельефа	Появление современного человека. Появление человекоподобных пред-ков	Строительные материалы (гли-ны, песок), россыпные место-рождения золота, алмазов
	(25) Неогеновый (23,5)			Мощный вулканизм, горообразование в Альпийско-Тихоокеан-ском подвижном поясе. На территории России — образование новых горных сооружений (Кавказ, Камчатка). Возникновение котловин морей — Чёрного, Каспийского, Охотского, Японского	Появление безлесных ландшафтов — степей, саванн, а также галерейных тропических лесов. Распространение копытных, грызунов. Появление новых насекомых (кузнечиков)	Бурые угли, нефть, каменная соль, осадочные руды железа, строитель-ные материалы (гранит, мрамор)
	(67) Палеогеновый (42)			Разрушение мезозойских гор. Наступление морей. Накопление осадков. Начало альпийской складчатости	Господство млекопитающих. Появление саблезубых тигров и мамонтов. Распространение птиц и костных рыб	Бурые угли, нефть, горючие сланцы
Мезозой (163)	(137) Меловой (70)		Киммерийская (Мезозойская)	Образование новых горных сооружений. На территории России — горы Северо-Восточной Сибири (хребты Верхоянский, Черского) и Дальнего Востока (Сихотэ-Алинь). Поднятие платформ	В конце периода — гибель динозавров на суше, морских ящеров и ам-монитов в Океане. Возникают все группы современных млекопитаю-щих. Покрытосеменные, цветковые растения. Флора становится похо-жей на современную	Каменный уголь, нефть, горючие сланцы, фосфориты, мел, руды олова, мышьяка, сурьмы, золота, серебра, меди, свинца
	(195) Юрский (58)			Затопление морями. Накопление осадков. Мощное горообразо-вание. Расколы платформ. Поднятие разрушенных гор байкаль-ской складчатости	Жаркий и влажный климат. Появление млекопитающих. Царство динозав-ров. Лесная растительность приобретает зональный характер	Каменный уголь, горючие слан-цы, фосфориты
	(230) Триасовый (35)			Поднятие суши. Самое обширное отступление моря. Разрушение домезозойских гор. Формирование осадочного чехла платформ	Сухой климат. Появление динозавров (двуногих ящеров). Хвойные леса. Первые зверообразные хищники (зверозубые) — предшественники млекопитающих	Каменная соль, нефть, уголь
Палеозой	(285) Пермский (55)		Герцинская	Завершение герцинской складчатости. Образование новых горных сооружений. Поднятие древних платформ. На территории России — образование Уральских гор, Алтая. Возникновение фундаментов Западно-Сибирской и Туранской платформ, Скифской платформы	Сухой климат. Постепенное исчезновение папоротниковых и хвощевых лесов. Пресмыкающиеся становятся яйцекладущими	Каменная и калийная соли, гипс, уголь, нефть, горючий газ
	(350) Каменноугольный (75-65)			Опускание суши. Затопление древних платформ. Новый этап го-рообразования. На территории России — активизация тектониче-ских движений в Урало-Тянь-Шаньском подвижном поясе. Расколы погружающейся Сибирской платформы и излияния лавы (образо-вание базальтовых покровов — сибирских траппов)	Увеличение площади заболоченных низменностей. Жаркий и влажный климат. Расцвет папоротниковых и хвощевых лесов. Появление голосе-менных хвойных растений. Расцвет земноводных. Появление насекомых (стрекоз) и пресмыкающихся (рептилий)	Обилие угля и нефти. Медные, оловянно-вольфрамовые, поли-металлические руды
	(410) Девонский (60)		Каледонская	Отступание морей. Поднятия, сменившиеся к концу периоде опусканиями. Уменьшение силы тектонических движений. Разру-шение гор. Выравнивание рельефа	Усиление континентальности климата, появление первых пустынь. Древ-ние амфибии. Широкое распространение наземных растений. Выход позвоночных на сушу. Великое вторжение жизни на сушу	Нефть, горючий газ, лечебные минеральные воды
	(440) Силурийский (30)			Горообразование между докембрийскими структурами. Подня-тие древних платформ. На территории России — образование Саян восточной части Алтая	Кистепёрые рыбы, костные рыбы. Хрящевые рыбы. Появление позво-ночных. Первые наземные растения-псилофиты	Железные, медные и другие ру-ды, золото, фосфориты, горю-чие сланцы
	(500) Ордовикский (60) Материал с сайта			Уменьшение площади морей, вулканизм. Начало каледонской складчатости	Появление панцирных рыб
	(570) Кембрийский (70)			Затухание горообразования, медленное опускание материков затопление обширных участков суши. Разрушение и сглаживание гор. Накопление осадочных пород	Кораллы, губки, моллюски, членистоногие (раки и трилобиты)	Бокситы, фосфориты, осадочные руды марганца и железа, камен-ная соль, гипс
Проте-розой			Байкальская	Мощный вулканизм, горообразование вокруг древних плат-форм. На территории России — горные системы Забайкалья, Прибайкалья, Тиманский и Енисейский кряжи	Многоклеточные существа, водоросли. Простейшие клеточные формы в глубинах бескислородного Океана	Огромные запасы железных руд, полиметаллические руды, гра-фит, строительные материалы
Архей	(более 3500) (более 900)		Древнейший вулканизм и горообразование, формирование ядер древних платформ. На территории России — Восточно-Европейская и Сибирская платформы		Первые формы жизни

На этой странице материал по темам: