Возраст Земли. Геохронология.

Земля возникла как холодное тело из скопления твердых частиц и тел, подобных астероидам. Среди частиц были и радиоактивные. Попав внутрь Земли, они там распадались с выделением тепла. Пока размеры Земли были невелики, тепло легко уходило в межпланетное пространство. Но с нарастанием объема Земли производство радиоактивного тепла стало превышать его утечку, оно накапливалось и разогревало недра планеты, приводя их в размягченное, пластическое состояние, которое и открыло возможности для гравитационной дифференциации вещества – всплывания более легких минеральных масс к поверхности (давая начало образованию земной коры) и постепенного опускания более тяжелых – к центру (начало формирования металлического ядра). Интенсивность дифференциации с глубиной затухала, т.к. в этом же направлении в связи с увеличением давления возрастала вязкость вещества. Земное ядро не было захвачено дифференциацией, сохранило свой первозданный силикатный состав. Но резко уплотнилось из-за высочайшего давления, превысившего миллион атмосфер. Можно выделить несколько этапов в развитии Земли:

1. Стадия первоначального сгустка материи в материнском пылегазовом облаке.

2. Стадия небольшой планеты (сравнимой по объему с нынешним Меркурием), уже способной удерживать вокруг себя постоянную газовую оболочку. Зачатки тектонической деятельности (источники энергии: распад радиоактивных веществ и, возможно, начало гравитационной дифференциации). Выделение с изверженными породами газов H₂O, CO_2, NH₄, и включение их в состав первичной атмосферы.

3. Земля достигает современных размеров. Ее внешняя каменная оболочка – вероятно, базальтового состава. Накопление неживого органического вещества и развитие его в сторону образования высокомолекулярных соединений.

4. Появление доклеточных форм жизни. Организмы только гетеротрофные.

5. Появление одноклеточных организмов и возникновение автотрофных живых существ. Обогащение атмосферы свободным кислородом и азотом за счет жизнедеятельности микроорганизмов.

Возраст Земли устанавливается с помощью радиоактивного метода, применять его можно только к породам, содержащим радиоактивные элементы. Если считать, что весь аргон на Земле – продукт распада калия-49, то возраст Земли будет не менее 4 млрд. лет. Подсчеты О.Ю. Шмидта дают еще более высокую цифру – 7,6 млрд. лет. В.И. Баранов для исчисления возраста Земли взял отношение между современными количествами урана-238 и актиноурана (урана-235) в горных породах и минералах и получил возраст урана (вещества, из которого потом возникла планета) 5-7 млрд. лет.

Таким образом, возраст Земли определяется в интервале 4-6 млрд. лет. Историю развития земной поверхности удается пока непосредственно восстановить в общих чертах лишь начиная с тех времен, от которых сохранились древнейшие горные породы, т.е примерно за 3 – 3,5 млрд. лет (Калесник С.В.).

Геохронология – обозначение времени и последовательности образования горных пород. Если залегание горных пород не нарушено, то каждый слой моложе того, на котором он залегает. Верхний слой образовался позднее всех лежащих ниже.

Историю Земли обычно делят на два эона: криптозой(скрытый и жизнь: нет останков скелетной фауны)и фанерозой(явный и жизнь).Криптозой включает две эры: архей (4500 млн. лет назад) и протерозой (2600).Фанерозой охватывает последние 570 млн. лет, в нем выделяют палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую эры,которые, в свою очередь, делятся на периоды.Часто весь период до фанерозоя называют докембрием (кембрий – первый период палеозойской эры) (табл. 3.3).

Периоды палеозойской эры:

Кембрий (500-570 млн. лет)

Ордовик (440-500)

Силур (410-440)

Девон (350-410)

Карбон (285-350)

Пермь (290)

Периоды мезозойской эры:

Триас (195-230)

Юра (137-195)

Мел (67-137)

Периоды кайнозойской эры:

Палеоген (эпохи – палеоцен, эоцен, олигоцен) – 25-67

Неоген (эпохи – миоцен, плиоцен) – 1,5-25

Четвертичный (эпохи – плейстоцен и голоцен) – 0-1,5.

Таким образом:

1. В основе всех проявлений внутренней жизни Земли лежат преобразования тепловой энергии.

2. В земной коре температура с удалением от поверхности возрастает (геотермический градиент).

3. Теплота Земли имеет своим источником распад радиоактивных элементов.

4. Плотность вещества Земли с глубиной увеличивается от 2,7 на поверхности до 17,2 в центральных частях. Давление в центре Земли достигает 3 млн. атм. Плотность увеличивается скачкообразно на глубинах 60 и 2900 км. Отсюда вывод – Земля состоит из объемлющих друг друга концентрических оболочек.

5. Земная кора слагается преимущественно породами типа гранитов, которые подстилаются породами типа базальтов. Возраст Земли определяется в 4-6 млрд. лет.

ТЕМА 4

ЛИТОСФЕРА