Геохронологическая история земли. Международная стратиграфическая (геохронологическая) шкала Геологическая шкала

— это совокупность всех форм земной поверхности. Они могут быть горизонтальными, наклонными, выпуклыми, вогнутыми, сложными.

Разница высот между самой высокой вершиной на суше, горой Джомолунгмой в Гималаях (8848 м), и Марианской впадиной в Тихом океане (11 022 м) составляет 19 870 м.

Как же формировался рельеф нашей планеты? В истории Земли выделяют два основных этапа ее формирования:

• планетарный (5,5-5,0 млн лет назад), который завершился формированием планеты, образованием ядра и мантии Земли;
• геологический , который начался 4,5 млн лет назад и продолжается до сих пор. Именно на этом этапе произошло образование земной коры.

Источником информации о развитии Земли в течение геологического этапа прежде всего являются осадочные горные породы, которые в подавляющем большинстве сформировались в водной среде и поэтому залегают слоями. Чем глубже от земной поверхности лежит слой, тем раньше он образовался и, следовательно, является более древним по отношению к любому слою, который расположен ближе к поверхности и является более молодым. На этом простом рассуждении основывается понятие относительного возраста горных пород , которое легло в основу построения геохронологической таблицы (табл. 1).

Самые длительные временные интервалы в геохронологии — зоны (от греч. aion - век, эпоха). Выделяют такие Зоны, как: криптозой (от греч. cryptos - скрытый и zoe — жизнь), охватывающий весь докембрий, в отложениях которого нет остатков скелетной фауны; фанерозой (от греч. phaneros - явный, zoe — жизнь) — от начала кембрия до нашего времени, с богатой органической жизнью, в том числе скелетной фауной. Зоны не равноценны по продолжительности, так, если криптозой длился 3-5 млрд лет, то фанерозой — 0,57 млрд лет.

Таблица 1. Геохронологическая таблица

Зоны делятся на эры. В криптозое различают архейскую (от греч. archaios — изначальный, древнейший, aion - век, эпоха) и протерозойскую (от греч. proteros - более ранний,zoe — жизнь) эры; в фанерозое - палеозойскую (от греч. древний и жизнь), мезозойскую (от греч. теsos - средний,zoe — жизнь) и кайнозойскую (от греч. kainos - новый,zoe — жизнь).

Эры разделены на менее длительные отрезки времени - периоды , установленные лишь для фанерозоя (см. табл. 1).

Основные этапы развития географической оболочки

Географическая оболочка прошла долгий и сложный путь развития. В се развитии выделяют три качественно различных этапа: добиогенный, биогенный, антропогенный.

Добиогенный этап (4 млрд — 570 млн лет) — самый длительный период. В это время происходил процесс увеличения мощности и усложнения состава земной коры. К концу архея (2,6 млрд лет назад) на обширных пространствах уже сформировалась континентальная кора мощностью около 30 км, а в раннем протерозое произошло обособление протоплатформ и протогеосинклиналей. В этот период гидросфера уже существовала, но объем воды в ней был меньше, чем сейчас. Из океанов (и то лишь к концу раннего протерозоя) оформился один. Вода в нем была соленой и уровень солености скорее всего был примерно таким, как сейчас. Но, по-видимому, в водах древнего океана преобладание натрия над калием было еще большим, чем сейчас, больше было и ионов магния, что связано с составом первичной земной коры, продукты выветривания которой сносились в океан.

Атмосфера Земли на этом этапе развития содержала очень мало кислорода, озоновый экран отсутствовал.

Жизнь, скорее всего, существовала с самого начала этого этапа. По косвенным данным, микроорганизмы обитали уже 3,8-3,9 млрд лет назад. Обнаруженные остатки простейших организмов имеют возраст 3,5- 3,6 млрд лет. Однако органическая жизнь с момента зарождения и до самого конца протерозоя не играла ведущей, определяющей роли в развитии географической оболочки. Кроме того, многими учеными отрицается присутствие органической жизни на суше на этом этапе.

Эволюция органической жизни в добиогенный этап протекала медленно, но тем не менее 650-570 млн лет назад жизнь в океанах была достаточно богатой.

Биогенный этап (570 млн — 40 тыс. лег) длился в течение палеозоя, мезозоя и почти всего кайнозоя, за исключением последних 40 тыс. лет.

Эволюция живых организмов на протяжении биогенного этапа не была плавной: эпохи сравнительно спокойной эволюции сменялись периодами быстрых и глубоких преобразований, во время которых вымирали одни формы флоры и фауны и получали широкое распространение другие.

Одновременно с появлением наземных живых организмов стали формироваться почвы в нашем современном представлении.

Антропогенный этап начался 40 тыс. лет назад и продолжается в наши дни. Хотя человек как биологический род появился 2-3 млн лег назад, его воздействие на природу длительное время оставалось крайне ограниченным. С появлением человека разумного это воздействие значительно усилилось. Произошло это 38-40 тыс. лет назад. Отсюда и берет отсчет антропогенный этап в развитии географической оболочки.

ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКАЯ ШКАЛА (шкала относительного геологического времени), последовательность соподчинённых геохронологических подразделений различных рангов, расположенных в хронологическом порядке и охватывающих всю геологическую историю Земли. Основой геохронологической шкалы послужила общая стратиграфическая шкала, выработанная многолетней практикой главным образом европейских геологов в 19 веке, которая уточняется и поныне. Интервалы времени, в течение которых накопились отложения, принятые за эталоны (стратотипы) общих стратиграфических подразделений, были приняты за общие геохронологические подразделения. Геохронологические подразделения - акрон, зон, эра, период, эпоха, век, фаза - соответствуют стратиграфическим подразделениям - акротеме, эонотеме, эратеме (группе), системе, отделу, ярусу, зоне. Названиями геохронологических подразделений обозначают относительный геологический возраст объектов геологических исследований.

Первоначально геохронологическая шкала, совмещённая со стратиграфической шкалой, была составлена и утверждена на 2-й сессии Международного геологического конгресса в Болонье (Италия) в 1881 году как последовательность периодов, разделённых на эпохи; с тех пор постоянно совершенствуется. В этой шкале история Земли делилась на четыре эры, обоснованные глобальными этапами развития органического мира, в связи с чем были предложены их названия: архейская, или археозойская, - эра древнейшей жизни; палеозойская - эра древней жизни; мезозойская - эра средней жизни; кайнозойская - эра новой жизни. В 1887 году из состава архейской эры выделили протерозойскую - эру первичной жизни. Позднее появилась необходимость выделять более крупные, чем эры, подразделения - эоны, к которым отнесли архей, протерозой и фанерозой (объединил палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую эры).

В России в докембрийской части геохронологической шкалы (1992), учитывая огромную длительность докембрия (86% всей геологической истории), были выделены подразделения ещё более крупного уровня - акроны, в ранг которых были возведены архей и протерозой. В начале 21 века геохронологическая шкала имеет вид, представленный в таблицах. В фанерозойском эоне насчитывают 12 периодов: кембрийский, ордовикский, силурийский, девонский, каменноугольный, пермский (составляют палеозойскую эру); триасовый, юрский, меловой (мезозойскую эру); палеогеновый, неогеновый и четвертичный (кайнозойскую эру). Названия периодов соответствуют названиям систем, которые в основном даны по наименованию местности, где системы были впервые выделены и наиболее полно описаны. Более мелкими подразделениями, чем периоды, в геохронологической шкале являются эпохи, которых бывает две (ранняя и поздняя) или три (ранняя, средняя и поздняя). В некоторых случаях эпохи имеют собственные названия (например, эпохи палеогенового и неогенового периодов). Следующие, более дробные подразделения геохронологической шкалы, - века и подчинённые им фазы. Все границы периодов и большая часть эпох датированы изотопными методами.

Геохронологическая шкала, принятая в России, миллионов лет*

В России геохронологическая шкала, совмещённая с Общей стратиграфической шкалой, утверждена Межведомственным стратиграфическим комитетом (МСК) и включена в Стратиграфический кодекс (1992), дополнения к которому сделаны в 2000 году. Международная стратиграфическая (геохронологическая) шкала, разработанная Международной комиссией по стратиграфии и утверждённая Международным союзом геологических наук (2004), в фанерозойской части отличается от отечественной шкалы отсутствием четвертичного периода, который включён в неогеновый период, и иным расчленением на эпохи и века периодов палеозойской эры; в докембрийской части шкалы не выделяются акроны, а архей и протерозой рассматриваются как подразделения более низкого ранга - эоны, которые имеют другое, чем в российской геохронологической шкале, расчленение на эры и периоды.

Лит.: Стратиграфический кодекс. СПб., 1992; Дополнения к Стратиграфическому кодексу России. СПб., 2000; А geologic time scale // Ed. by F. М. Gradstein, J. G. Ogy, А. G. Smith. 3rd ed. Camb.; N. Y., 2004.

И наконец, ученым предстояло решить еще одну задачу: каким образом современные материки заняли свои нынешние места? На этот вопрос ответила теория дрейфа континентов. Вначале она была высказана как смелое предположение, затем оформилась в гипотезу, а в наши дни на ее основе была разработана теория тектоники литосферных плит - основополагающая концепция современной геологии. Благодаря ей мы знаем о движении континентов, о том, как перемещаются и сталкиваются друг с другом материковые плиты, возникают и снова исчезают океаны, а также понимаем, что землетрясения, извержения вулканов, «горячие зоны» земной коры и горообразование представляют собой проявления одного и того же процесса - тектоники. Эта теория помогла проверить многие существовавшие ранее идеи о возникновении и последующем изменении атмосферы, океанов, самой Земли и жизни на ней.

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

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.

Шкала геол. времени, показывающая последовательность и соподчннённость этапов развития земной коры и органич. мира Земли (эонов, эр, периодов, эпох, веков). Последовательность отложений отражается в т. н. стратпграфич. шкале, единицам к рой… … Биологический энциклопедический словарь

- (a. geological dating, geochronological scale; н. geologische Zeitrechnung; ф. echelle geochronologique; и. escala geocronologica) последоват. ряд геохронологич. эквивалентов общих стратиграфич. подразделений и их таксономич.… … Геологическая энциклопедия

геохронологическая шкала - — Тематики нефтегазовая промышленность EN geologic time scale …

См. в ст. Геохронология … Большая советская энциклопедия

Геохронологическая шкала фанерозоя - (продолжительность 570 млн лет) Эры и их продолжительность Периоды Начало периодов, млн лет назад Продолжительность периодов, млн лет Развитие жизни Кайнозойская (67 млн лет) Антропогенный Развитие человечества. Неогеновый Появление человека… … Начала современного естествознания

шкала геохронологическая - Шкала геологического времени, показывающая последовательность и соподчиненность основных этапов геологической истории Земли и развития жизни на ней. [Словарь геологических терминов и понятий. Томский Государственный Университет] Тематики геология … Справочник технического переводчика

Шкала относительного геол. времени, показывающая последовательность и соподчиненность основных этапов геол. истории Земли и развития жизни на ней. Является результатом анализа и синтеза всех данных стратиграфической шкалы и соответственно… … Геологическая энциклопедия

Сох, Doell, Dalrymple, 1968, основанная на инверсиях магнитного поля Земли, многократно происходивших в геол. прошлом. Разработана для последних 4,5 млн. лет кайнозоя. Главными единицами Ш. г. п. являются эпохи (длительностью около 1 1,5 млн. ле … Геологическая энциклопедия

геохронологічна шкала - геохронологическая шкала geological dating, geochronological scale geologische Zeitrechnung послідовний ряд геохронологічних еквівалентів загальних стратиграфічних підрозділів та їх таксономічної підлеглості. Першу геохронологічну шкалу для… … Гірничий енциклопедичний словник

Возраст некоторых районов на Луне: 1 Возраст кратеров (a нектарские, b имбрийские, c эратосфенские, d коперниковские) 2 Возраст морей (a донектарские, b нектарские, c раннеи … Википедия

Книги

• Земля --- беспокойная планета: Атмосфера, гидросфера, литосфера: Книга для школьников... и не только , Тарасов Л.В.. Настоящая учебно-популярная книга открывает любознательному читателю мир природных сфер Земли - атмосферы, гидросферы, литосферы. В книге в интересной и доходчивой форме описывается…
• Визуальная энциклопедия. Всё о планете Земля и её обитателях , . Подробное описание истории Земли от Большого взрыва до наших дней. Сотни цветных иллюстраций. Новейшие данные, пояснительные схемы и чертежи. Геохронологическая шкала времени. Широкий обзор…