Геохронология. Основные этапы развития жизни на Земле
в основу геологического подразделения времени положено развитие органического мира на Земле. Наука, занимающаяся геологическим летосчислением, называется геохронологией. Изучением истории земной коры и истории развития органической жизни занимается ряд наук, нередко объединяемых предметом историческая геология.
В геологии приняты два летосчисления - относительное и абсолютное, получившие названия относительной и абсолютной геохронологии.
определяет последовательность образования горных пород и объединяет их в группы по остаткам древней флоры и фауны. Она решает вопрос, какая группа пород является более древней или более молодой. Относительная геохронология пользуется двумя основными методами определения относительного возраста горных пород: палеонтологическим, или биостратиграфическим, и стратиграфическим.
определение относительного возраста горных пород основывается на данных науки палеонтологии, науки о древних вымерших организмах. Простейшие организмы встречаются в древних слоях, высокоорганизованные формы - в молодых отложениях осадочных горных пород.
Остатки организмов, встречающиеся в удаленных друг от друга районах в пластах одного возраста называются руководящими окаменелостями, или руководящими ископаемыми организмами. Например аммониты и белемниты для юрской системы, трилобиты - для силура и ордовика и т.д.
Живые организмы Мезозойская эра
основан на анализе взаимоотношений пластов различного возраста, их состава, изменений в вертикальном и горизонтальном направлениях, мощности, состава флоры и фауны. Этот метод ставит своей целью установление последовательности напластования горных пород. .
Известно, что более древние пласты лежат ниже, чем молодые, т.е. перекрывающие пласты моложе подстилающих. Эти задачи разрешает отрасль геологии - стратиграфия. Стратиграфический метод применяют при отсутствии в пластах остатков организмов (немые толщи горных пород). Наиболее надежные результаты получаются в сочетании палеонтологического и стратиграфического методов.
определяет абсолютный возраст горных пород в годах. В основе методов лежит определение радиоактивных изотопов радиоактивных элементов, входящих в состав минералов, слагающих горные породы -уран, торий, рубидий, калий, рений, углерод и др.
Каждый радиоактивный элемент имеет определенный период распада. Определяя количество нераспавшегося элемента и продуктов распада, определяют возраст горной породы или минерала.
Так, 1 г урана за год дает при распаде 1351 • 10~13 г уранового свинца (206Pb), 1 г тория за это же время дает 513 • 10~13 г ториевого свинца (208РЬ).
каждый из методов назван по типу радиоактивного распада: свинцовый (в основе лежит радиоактивный распад урана и тория, дающих радиогенные изотопы свинца), калий-аргоновый (при распаде радиоактивного изотопа 40К выделяется 12% 40Аг и 88% 40Са), гелиевый, стронциевый, основывающийся на распаде рубидия и превращения его в стронций, рени- евый (при распаде выделяется радиогенный изотоп осмия) и т.д.
Перечисленные методы абсолютной геохронологии используются для определения возраста древних отложений. Для определения возраста молодых образований пользуются радиоуглеродным методом, основывающимся на распаде радиоактивного углерода 14С. Этот метод позволяет определять только возраст молодых отложений, образованных не ранее 20 тыс. лет назад. Период полураспада углерода (14С —> 14N) равен 5700 годам.
С помощью методов абсолютной геохронологии возраст Земли определен в 3,5—5 млрд лет. Считается, что наиболее вероятным для Земли и планет Солнечной системы является возраст 5—7 млрд лет.
С помощью методов О и А геохронологии, создана схема развития органического мира на Земле. Выделены пять крупных отрезков времени, называемых эрами: архейская — эра зари жизни, протерозойская — эра древнейшей жизни, палеозойская — эра древней жизни, мезозойская — эра средней жизни кайнозойская — эра новой жизни.
В последнее время выделены и более крупные отрезки времени - эоны. Так, три эры - кайнозойская, мезозойская и палеозойская — объединяются в фанерозой, а архейскую и протерозойскую объединяют под названием криптозой (называют также докембрием).
Эры подразделяются на периоды. Так, палеозойская эра делится на шесть периодов: кембрий, ордовик, силур, девон, карбон (или каменноугольный) и пермь. Мезозойская эра имеет три периода: триас, юру и мел. Кайнозойская — палеоген, неоген и четвертичный (или антропоген).
Каждому периоду соответствуют свои комплексы горных пород, называемых системой. Например, каменноугольному периоду соответствует каменноугольная система, юрскому — юрская и т.д. Периоды делятся на эпохи, эпохи на века. Эпохам соответствуют комплексы пород, называемые отделами, векам - ярусы.
Стратиграфические подразделения Геохронологические подразделения Пределы длительности, млн. лет Акротема Акрон до 2000 Эонотема Эон 1000-570 Эратема Эра 340-65 Система Период 80-22 Отдел Надраздел Эпоха 40-12 Ярус Век 9-3 Зона Фаза (хрон, хронозона, зональный момент) 1,5-0,7 Раздел Подотдел Фаза 1,0-0,5 Звено Пора 0,5-0,2 Ступень Термо (крио) хрон 80-20 (ср. 40) тыс. лет
Геохронологическая шкала
А нтропоген (Квартер) А то… Н еоген Н емного П алеоген П одожди М ел М ал. Ю ра Ю рик Т риас Т ы П ермь П апиросы ( П иво). К арбон К урить ( К упить) Д евон Д олжен С илур С тудент О рдовик О тличный К ембрий К аждый
а) полевые сборы б) химико-техническая обработка в) научная обработка
В полевых условиях ископаемые собирают, извлекая их из: местонахождения в разрезе осыпи и ледниковых валунов (не имеет стратиграфической ценности)
В полевых условиях делают описание отложений, в которых ископаемые непосредственно найдены, описание всего разреза, если данное местонахождение не является изолированным.
Работа в археологическом раскопе Расчистка задернованных отложений
1
В полевом дневнике или на миллиметровой бумаге делают зарисовки обнажений с местами отбора образцов и строят геологический разрез по элементам залегания и мощностям
После описания отложений строят стратиграфическую колонку для отдельных обнажений и сводную колонку для изученной территории
На карте фактического материала указывают маршруты и расположение точек наблюдений и обнажений пород
Время существования Земли разделено на два главных интервала — Эона — Фанерозой и Криптозой по появлению в осадочных породах ископаемых остатков. Криптозой — время скрытой жизни, существовали только мягкотелые организмы, не оставляющие следов в осадочных породах. Фанерозой начался множества видов моллюсков и других организмов, позволяющих палеонтологии расчленять толщи по находкам ископаемой флоры и фауны.
Содержание шкалы с момента принятия менялось и уточнялось. В настоящее время выделяются три наиболее крупных стратиграфических подразделения - эонотемы: архейская, протерозойская и фанерозойская, которым в геохронологической шкале отвечают зоны различной длительности.
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.
Названия эонотем и групп происходят от греческих слов: "археос" - самый древний, древнейший ; " протерос" - первичный ; "палеос" - древний ; "мезос" - средний; "кайнос" - новый.
Катархейская эра Образование « первичного бульона» в водах мирового океана, процесс коацервации
ведет свое начало со времени, когда Земля сформировалась как планета - около 4 млрд. лет назад. Ее продолжительность составляет 1 млрд. лет. Архейская эра
Живые организмы: Бактерии Цианобактерии Водоросли Архейская эра
Продолжительность протерозойской эры - 2 млрд. лет. Климат холодный Накопление кислорода в атмосфере до 1% Активное образование осадочных пород Планета похожа на голую пустыню Протеорозойская эра
Живые организмы Протеорозойская эра
Началась 600 млн. лет тому назад. Продолжительность 295 млн.лет Прошли два горообразовательных процесса, изменившие очертания материков и морей. Климат менялся от умеренно влажного до сухого и холодного. Органический мир завоевал сушу: среди животных появились первые позвоночные, среди растений -споровые и хвойные. Палеозойская эра
Периоды: Кембрийский(кембрий) Ордовикский(ордовик) Силурийский(силур) Девонский(девон) Каменноугольный(карбон) Пермский(пермь) Палеозойская эра
Живые организмы: Палеозойская эра
Мезозойская эра - это эра средней жизни. Продолжительность 175 млн. лет Постепенно формируются современные очертания материков и океанов, современная морская фауна и флора. Эпоха рептилий Мезозойская эра
Периоды: Триасовый(триас) Юрский(юра) Меловой(мел) Мезозойская эра
Живые организмы Мезозойская эра
Кайнозойская эра - эра новой жизни. Неоднократные смены потеплений и похолоданий Началась около 67 млн. лет назад и продолжается в наше время. Сформировались современный рельеф, климат, атмосфера, животный и растительный мир, человек. Кайнозойская эра
Кайнозойская эра
Живые организмы. Кайнозойская эра
Эра Эволюционные события Катархейская Зарождение жизни Архейская Первые биогенные отложения Протерозойская Первые многоклеточные организмы; бесскелетные формы жизни Палеозойская Развитие морских беспозвоночных, водорослей. Начало освоения суши. Мезозойская Время расцвета пресмыкающихся. Появление птиц и млекопитающих. Кайнозойская Широкая эволюция млекопитающих. Возникновение и эволюция человека.
