Билет 15.16.17 Геологическая хронология, относительная и абсолютная. Стратиграфическая шкала.

Одной из главных задач геологии является воссоздание истории развития Земли и ее отдельных регионов. Сделать это возможно, если только известна последовательность геологических событий. Геология прошла долгий путь, прежде чем соотношения между горными породами стали очевидными и всем понятными принципами, на которых основываются все наблюдения.

1. Принцип первичной горизонтальности: каждый слой отделяется от соседнего ясно выраженной поверхностью. Слои накапливаются горизонтально и параллельно.

2. В 1669 г. Николо Стено выдвинул принцип суперпозиции: каждый вышележащий в разрезе слой моложе нижележащего. У

каждого слоя есть кровля и есть подошва независимо от того, как эти слои залегают в настоящее время.

3. Принцип включений: если в каком-нибудь слое находится обломок, валун, глыба какой-то другой породы, то она древнее, чем этом слой. Точно также и в интрузивных образованиях и в лавовых потоках любое включение – ксенолит является более древним.

4. Знаменитый английский геолог Джеймс Хаттон установил принцип пересечения: любое тело как изверженных, так и осадочных пород, пересекающее толщу слоев, моложе этих слоев.

Эти принципы помогают нам, на первом этапе, восстанавливать геологическую историю района.

В геологии различают относительную и абсолютную хронологию геологических событий.

1) Относительная хронология даст представление о последовательности событий. (Например, видя в обрыве оврага два горизонтальных пласта, можно сказать, что сначала образовался нижний слой, а затем верхний.)

2) Абсолютная хронология определяет время этих событий в годах.

Относительную хронологию можно установить разными путями, но самый надежный – палеонтологический метод. Он основан на изучении заключенных в осадочных породах ископаемых остатков животных и растений.

Относительная хронология основывается на изменчивости органического мира, который в ходе геологической истории претерпел длительную и сложную эволюцию от примитивных организмов до высокоорганизованных животных и растений. Последним звеном в развитии органического мира является человек, в геологическом масштабе времени - совсем молодой обитатель нашей планеты. Вот почему говорят, что в слоях земной коры, как по полочкам в музее, разложены остатки некогда живших существ. В каждую геологическую эпоху на Земле жили определенные виды организмов. Сравнивая окаменелости из разных пластов, мы можем узнать, как изменялся животный и растительный мир на Земле. По окаменелостям в горных породах можно определить геологическую эпоху, в которую жили эти организмы. Однако не каждый ископаемый организм пригоден для определения относительного возраста горных пород. Те из них, которые в течение длительною времени не изменились, не подходят для этой цели. Зато велика роль организмов, быстро эволюционировавших и достаточно широко распространенных, по которым можно точно определить геологический возраст. Такие организмы исключительно важны для относительной хронологии и в ископаемом состоянии они называются "руководящими окаменелостями".

Окаменелости позволяют определить относительный возраст осадочных пород не только в разных участках одного района, но и на разных континентах, разобщенных на тысячи километров. Так, по одинаковым окаменелостям установлены одновозрастные толщи горных пород в Европе, Азии, Африке и т. д. Еще в прошлом столетии геологи накопили огромное количество окаменелостей из разных пластов на всех материках. Обобщив эти данные, геологи разделили историю Земли на ряд эр: археозойскую (древнейшей жизни), протерозойскую (первобытной жизни), палеозойскую (древней жизни), мезозойскую (средней жизни) и кайнозойскую (новой жизни). Каждая эра охватывает огромные промежутки времени, в течение которых происходили важнейшие в истории Земли события.

Также, была создана сначала стратиграфическая шкала (лат. «стратум» – слой, «графо» – описываю), в которой были показаны слоистые осадочные отложения от древних к молодым. Позже создана и геохронологическая шкала, в которой уже были указаны временные рамки стратиграфических подразделений.

Наиболее крупным подразделением является эон, которых выделяется 3:

1) архейский (греч. «археос» – древнейший) – более 3,5-2,6 млрд. лет;

2) протерозойский (греч. «протерос» – первичный) – 2,6 млрд. лет - 570 млн. лет;

3) фанерозойский (греч. «фанерос» – явный) – 570 – 0 млн. лет.

Эоны подразделяются на эры, а они в свою очередь на периоды и эпохи (см. геохронологическую шкалу).

Фанерозойский эон подразделяется на эры:

1) палеозойскую ( греч. «палеос» – древний, «зоо» - жизнь) (6 периодов);

2) мезозойскую (греч. «мезос» – средний) ( 3 периода)

3) кайнозойскую (греч. «кайнос» – новый) (3 периода).

12 периодов названы по той местности, где они были впервые выделены и описаны.

Следует обратить внимание на стратиграфическую шкалу, которая имеет дело с отложениями. В ней употребляются другие термины: эонотема (эон), эратема (эра), система (период), отдел (эпоха), ярус (век).

Поэтому мы говорим, что в «вкаменноугольный периодформировались залежи каменного угля», но «каменноугольная система характеризуется распространением угленосных отложений». В первом случае речь идет о времени, во втором – об отложениях.

Все подразделения геохронологической и стратиграфической шкал ранга периода- системы обозначаются по первой букве латинского наименования, например: кембрий є, ордовик – О, силур – S, девон – D и т.д., а эпохи (отделы) – цифрами – 1,2,3, которые ставятся справа от индекса внизу: нижняя юра J1, верхний мел – К2 и т.д.

Каждый период (система) имеет свой цвет, которым и показывается на геологической карте. Эти цвета общепринятые и замене не подлежат.

Надежный метод определения абсолютного возраста появился на рубеже XIX и XX веков, когда стали известны естественные превращения радиоактивных элементов (урана, тория, калия н др.).

Самопроизвольно распадаясь с постоянной скоростью, они дают в конечном счете те или иные радиогенные продукты, по количеству которых можно рассчитать время образования минерала и, следовательно, содержащей его горной породы.

Определение абсолютного возраста минералов и горных пород при помощи радиоактивных элементов стало одним из крупнейших достижений геологической науки.

Абсолютная геохронология имеет исключительно большое теоретическое и практическое значение. Выяснилось, что самые древние горные породы образовались около 3,6 миллиардов лет назад (Карелия). Таким образом, возраст Зем- ли как небесного тела еще больше. Считают, что наша планета образовалась 4,5-5 млрд. лет назад.