Как определяют возраст и изучают геологическую историю развития земли 8 класс география кратко

Обновлено: 05.07.2024

2. ВОЗРАСТ ЗЕМЛИ И ГЕОХРОНОЛОГИЯ. МЕТОДЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ПРОШЛОГО ЗЕМЛИ

2.1.Изучение геохронологической и стратиграфической шкал

Задание. 1. Изучить и зарисовать в тетради геохронологическую и стратиграфическую шкалы.

Теоретическая часть

Одной из важных задач геологической науки является воссоздание истории развития Земли и ее отдельных регионов. Все геологические события развиваются во времени, в течение которого формируются различные горные породы. Определив возраст горной породы, одновременно выясняют время протекания того или иного геологического процесса, в результате которого сформировалась эта порода. Определением возраста горных пород и последовательности их образования, геологического времени и геологических событий занимаются науки геохронология и стратиграфия.

Основным методом определения относительного возраста осадочных пород является палеонтологический. В основе этого метода лежит закон о необратимости эволюции органического мира, согласно которому в толщах горных пород последовательно сменяют друг друга неповторяющиеся комплексы ископаемых организмов. Зародившись на самых ранних этапах геологической истории, органическая жизнь на Земле с течением времени развивалась и изменялась. Для различных отрезков истории характерны свои формы органической жизни, отличные от предшествующих и последующих. Важную роль в этом методе играют те группы организмов, которые существовали в течение короткого времени и были распространены во всех морях и океанах или на многих континентах. Такие роды и виды организмов оказались своеобразными реперами в геологической истории и получили название руководящих ископаемых. Руководящими формами ископаемых организмов в континентальных отложениях являются скелеты динозавров или их фрагменты, скелеты птиц, хоботных, приматов, лошадей и следы их жизнедеятельности, а также остатки растений. Среди морских организмов руководящими являются граптолиты, трилобиты, брахиоподы и др.

В настоящее время широко используется палеомагнитный метод корреляции отложений, основанный на том, что все горные породы, как магматические, так и осадочные, в момент своего образования приобретают намагниченность, отвечающую по направлению и по силе магнитному полю данного времени. Эта намагниченность сохраняется в породе, поэтому и называется остаточной намагниченностью, разрушить которую может лишь нагревание до высоких температур, выше точки Кюри, ниже которой магматические породы приобретают намагниченность, или, например, удар молнии. В истории Земли неоднократно происходила смена полярности магнитного поля, когда Северный и Южный полюса менялись местами, а горные породы приобретали прямую (положительную, как в современную эпоху) или обратную (отрицательную) намагниченность. Сейчас разработана подробная шкала смены полярности для всего фанерозоя, особенно для мезозоя, успешно применяемая для корреляции базальтов и осадков океанического дна.

Существуют и другие методы корреляции отложений, например метод непрерывного сейсмического профилирования, электрокаротажные методы и др.

Абсолютное летоисчисление устанавливает возраст горных пород в астрономических единицах (годах). Главными методами абсолютной геохронологии являются радиогеохронологические методы, основанные на явлении радиоактивного распада элементов, находящихся в горных породах или минералах. Радиоактивные изотопы в малых количествах входят в кристаллическую решетку многих минералов. С момента образования минерала в нем начинают накапливаться продукты самопроизвольного распада изотопов. Никакие внешние факторы не могут ни ускорить, ни замедлить этот процесс. При распаде материнских изотопов образуются новые дочерние изотопы. В зависимости от того, по изотопам какого радиоактивного элемента и соответствующего ему продукту распада производится определение возраста, в изотопной геохронологии различают несколько методов: уран-свинцовый, калий-аргоновый, рубидий-стронциевый, самарий-неодимовый, радиоуглеродный и др. (табл.6).

Изотопы, используемые для определения радиогеохронологического возраста

Геологическое летосчисление, или геохронология, — раздел геологии, занимающийся изучением возраста, продолжительности и последовательности формирования горных пород, слагающих земную кору.

Геологическая история Земли начинается со времени образования земной коры. Самые древние горные породы свидетельствуют о том, что возраст литосферы более 3,5 млрд. лет.

Промежуток времени, отвечающий наиболее продолжительному (длительному) этапу развития земной коры и органического мира, принято называть геологической эрой. Вся история Земли поделена на пять эр:

• архейскую (древнейшую);
• протерозойскую (эру ранней жизни);
• палеозойскую (эру древней жизни);
• мезозойскую (эру средней жизни);
• кайнозойскую (эру новой жизни).

Эры подразделяются на геологические периоды. Названия периодов чаще всего происходят от местностей, где впервые были найдены соответствующие отложения.

Науки, изучающие земную кору

Разнообразие современного рельефа — результат длительного геологического развития и воздействия современных рельефообразующих факторов, включая и деятельность человека.

Геохронология и геохронологическая шкала

Геохронология — это универсальная шкала измерения геологических событий, происходивших в истории земли. Причем, это не просто шкала, ровно разделенная на миллионы и миллиарды лет. В этой линейке отметки не числа, а события планетарного масштаба: зарождение жизни, выход животных на сушу, начало раскола литосферных плит и дрейфа континентов, вымирание динозавров, появление человека разумного.

Геохронологическая шкала (стратиграфическая шкала) — геологическая шкала для обозначения больших временных промежутков в истории Земли (промежутки от сотни тысяч до миллиона лет).

Главная информация о прошедших эпохах находится в толще земных пород .

Принципы стратиграфии

Базовые геологические принципы:

1. Принцип актуализма — отложения и породы, образовывающиеся сегодня, образовывались и в древности.
2. Организм не может даже частично вернуться к состоянию, уже случившемуся в ряду его предков.
3. Принцип неполноты летописи — осадки не образовываются постоянно, большую часть времени образование осадков не происходит.
4. Горная порода, находящаяся несогласно (под другими углами залегания) в однородной толще, моложе вмещающей ее породы. Например, если осадочная порода разорвана магматической, извержение лавы происходило после образования осадочной толщи.

Стратиграфические принципы:

• При ненарушенном залегании, каждый нижележащий слой древнее, чем перекрывающий его.
• Органические останки, залегающие в пластах породы, являются возрастным индикатором.

Резюмируя эти принципы можно сказать, что ни одна характеристика горной породы не является однозначным индикатором времени ее образования.

Возраст горной породы определяют по совокупности признаков, характеризующих данный тип отложений. Формируется набор характеристик отложений, рассказывающих об этих геологических событиях, происходивших на Земле в определенном временном интервале и в определенной точке планеты. Ключевые вехи геологической истории в зависимости от их значимости разносятся в события разного уровня.

Данные вехи и формируют Геохронологическую шкалу, разделенную на главные события геологической истории планетарного масштаба.

Отметки геохронологической шкалы

Геохронологическая шкала делится по уровням на следующие элементы:

Акротема — самое крупное стратиграфическое подразделение.

Выделяется две акротемы:

• Криптозой — эпоха скрытой жизни, когда обитавшие организмы исчезали практически без следа (делится на архей и протерозой).
• Фанерозой — эпоха открытой жизни, когда появились остатки и следы жизнедеятельности живых существ, по которым производится более дробное геохронологическое деление.

Следующий уровень — эры . Фанерозой составляют:

• древняя (палеозой);
• эра средней жизни (мезозой);
• новая эра (кайнозой).

Следующий уровень временного деления — периоды:

• кембрийский, ордовикский, силурийский, девонский, каменноугольный, пермский — палеозойские периоды; , юрский, меловой — периоды мезозоя;
• палеогеновый, неогеновый, четвертичный — периоды кайнозоя.

Названия периодов происходят чаще всего от географических названий тех местностей, где впервые определили ключевые характеристики данных отложений. Все стратиграфические подразделения этого уровня имеют общепринятые цветовые и буквенные обозначения на геологических картах и схемах наименования, узнаваемые на геологических картах всего мира.

Следующий уровень разделения геологического времени — отделы. Названия отделов даны по их положению в системе: нижний, средний, верхний или только нижний и верхний. Эпохи, соответственно, называют ранняя, средняя, поздняя. Отдел — часть системы, соответствующая отложениям, образовавшимся в течение одной эпохи. Отделы отличаются встречающимися растениями и живыми организмами на уровне родов или групп в данных отложениях.

Отделы делятся на ярусы — отложения, образовавшиеся в течение одного геологического века (несколько миллионов лет). В разных частях света свои ярусы.

Видео об истории развития Земли относительно геохронологической таблицы.

Международная геохронологическая шкала (2017)

Конечно, геологам нужна единая геохронологическая система координат независимо от того, в какой части света изучаются горные породы. Эпохи делят по характерным отложениям, образованным в определённое время. И именно для их детализации (стратификации) нужна геохронология с геологическими индикаторами-пластами, характерными для данного региона и условий образования горных осадочных пород. Но в одно и то же время в разных частях света были свои условия осадконакопления. И хронологически в одних частях света образовались четко выраженные геологические комплексы, а в других — отложения не образовывались вовсе.

Эта ситуация привела к тому, что у геологов разных стран и континентов свои геохронологические шкалы, различающиеся на уровне ярусов.

Более мелкое геохронологическое деление — горизонт и лона — в каждом регионе свое. Иногда горизонты различаются в одной стране в зависимости от того, в каких отложениях он выделяется.

Например, найденные у станицы Хапры отложения речных песков, уникальны. Они образуют хапровский горизонт, распространённый только на побережье Азовского моря и сформировавшийся в конце неогенового периода.

Эталонный разрез стратиграфического горизонта называется стратотипом. При этом нигде кроме данной территории он не выделяется.

Свиту характеризует весь комплекс свойств: набор ископаемых организмов, цвет, твердость, плотность, трещиноватость и другие физические свойства (проводимость, радиоактивность, намагничиваемость, химический состав и пр.).

Привести к единой шкале породы различных горизонтов невозможно. Чтобы понять, какое событие отражено в каменной летописи земли раньше, а какое позже, пользуются геохронологическими таблицами соответствия, которые постоянно разрабатываются и модифицируются.

Современный облик планеты формировался более 4 миллиардов лет. В геологической истории выделяется несколько основных временных отрезков — эонов, которые, в свою очередь, подразделяются на расположенные в хронологическом порядке эры. Земля за всё время своего существования прошла путь от безжизненного, изъязвлённого кратерами шара, до голубой жемчужины, покрытой океанами и населённой разнообразными формами жизни.

Геологическая история Земли

История планеты начинается 4,54 млрд лет назад. Земля образовалась в процессе постепенного сжатия газопылевого диска, который остался после формирования Солнца. Процесс сжатия сопровождался очень сильным разогреванием вещества, но со временем внешний слой остыл, превратившись в твёрдую земную кору.

Строение и внешность древней Земли на этом этапе развития существенно отличались от современных. Это был безжизненный холодный мир, лишённый атмосферы. Луна появилась после столкновения молодой планеты с гигантским небесным телом, масса которого предположительно составляла 10% от земной. В результате этой катастрофы происходит наклон оси вращения, а часть мантии, выброшенная на орбиту, формирует естественный спутник.

Со временем, благодаря дегазации и вулканической деятельности, на планете смогла появиться первая атмосфера. Водяной конденсат и обломки ледяных комет постепенно создали океаны. Рельеф Земли постоянно менялся. Границы материков то соединялись, то расходились, Последний известный суперконтинент Пангея исчез около 180 млн лет назад.

История планеты, согласно геохронологической таблице, поделена на длинные временные отрезки:

1. Эон вмещает в себя несколько эр. Это основная и самая масштабная единица геологической истории, отражающая глобальные изменения планеты.
2. Эра — это полуинтервал, связанный с изменениями на поверхности планеты, в том числе в биосфере и атмосфере.
3. Геологический период — подраздел эры. Временной промежуток, за который в недрах земли образовался очередной слой отложений.
4. Эпохи — более мелкие хронологические единицы, входящие в геологический период.
5. Ярус или век — относительно короткий период, длиной в несколько миллионов лет, предназначенный для определения мелких горных образований.

Последняя ледниковая эпоха, начавшаяся около 40 млн лет назад, длится до сих пор. Полюса планеты то замерзают, то оттаивают с периодичностью от 40 до 100 тыс. лет. Сейчас человечество живёт в оттепель. Очередной период ледниковой эры закончился 10 тысяч лет назад.

Катархей — ниже древнейшего

Катархейский эон продолжительностью полмиллиарда лет не оставил после себя осадочных пород. Мир в те далёкие времена совсем не походил на сегодняшний, а скорее напоминал Луну.

Вопреки распространённым заблуждениям, на Земле того времени не происходило бурной вулканической активности, а извержений лавы и процесса горообразования не существовало. Планета представляла собой шар, имеющий однородную структуру. Центральное металлическое ядро ещё не успело сформироваться. Рельеф поверхности был довольно плоский из-за постоянных землетрясений. Жестокая пустыня, покрытая слоем реголита, не имела атмосферы и океанов, из-за этого небо всегда было чёрное, словно ночью. Солнце светило слабее, а Луна буквально нависала над головой.

Вначале Катархея спутник Земли ещё не успел отдалиться и обращался по орбите высотой всего 17 тыс. км. Сутки были очень короткими — 6 часов. Орбита Луны увеличивалась в год на 10 километров, постепенно отдаляясь.

Архейский эон

Древний отрезок времени от 4 до 2,5 млрд л. н. по праву может называться периодом детства Земли. Несмотря на отсутствие привычной для человека атмосферы, в горных породах того времени обнаруживаются следы простейших жизненных форм. Это были анаэробные бактерии, способные легко обходиться без кислорода.

Архейский геологический эон включает в себя 4 эры:

1. Эоархей — 4−3,6 млрд л. н. Поверхность планеты затвердела ещё не полностью, она подвержена частой бомбардировке астероидами и метеоритами. Древняя атмосфера была бескислородная. Она состояла из углекислого газа и небольшого количества азота. Появляется гидросфера, но воды пока очень мало, никакого намёка на мировой океан. При исследовании отложений того периода были обнаружены следы первых бактериальных сообществ.
2. Палеоархей — 3,6−3,2 млрд л. н. Происходит дальнейшее формирование сверхконтинента Ваальбары. Бактериальные формы жизни распространяются, выделяя в атмосферу всё больше кислорода. В центре Земли полностью сформировалось тяжёлое металлическое ядро, а магнитное поле значительно усилилось.
3. Мезоархей — 3,2−2,8 млрд л. н. Земля почти полностью покрыта океаном, над которым возвышаются маленькие вулканические острова. Из них постепенно формируются крупные континенты. Начинается тектоническое движение литосферных плит, повышается вулканическая активность.
4. Неоархей — 2,8−2,5 млрд л. н. Благодаря тектонической активности увеличивается процентное соотношение суши. Появляются бактерии, использующие фотосинтез. Кислорода становится всё больше.

Вначале архея атмосфера и гидросфера представляли собой смешанную водно-газовую оболочку, которая окутывала всю планету. Её дифференциация привела к появлению мелкого мирового океана.

Протерозой — первая жизнь

Протерозойский эон продолжался почти два миллиарда лет, от 2500 до 541 млн л. н. Он является самой длительной геологической эрой. Происходит ароморфоз одноклеточных организмов и появление первых многоклеточных животных.

Главные события:

1. Повышение уровня кислорода привело к кардинальным изменениям свойств атмосферы.
2. Объём мирового океана существенно увеличился, достигнув современного значения.
3. Самое продолжительное за всю историю гуронское оледенение продолжалось почти 300 млн лет.
4. Начали появляться сложные организмы вроде грибов и губок.
5. Усиленная жизнедеятельность водорослей и бактериальной микрофлоры способствует образованию почвы.

Все известные на сегодняшний день залежи металлических руд сформировались в протерозое. Эон включает в себя 3 эры: палеопротерозой, мезопротерозой, неопротерозой.

Палеопротерозойская эра

Этот отрезок времени (2,5−1,6 млрд л. н.) ознаменовался образованием континентов и появлением клеточных ядер. В палеопротерозое произошло одно из самых масштабных вымираний, связанное с так называемой кислородной катастрофой. Повышение концентрации О2 в атмосфере Земли привело к гибели анаэробных бактерий. В итоге бо́льшая часть жизненных форм на планете исчезла.

Эра включает в себя 4 периода:

1. Сидерийский.
2. Рясийский.
3. Орозирийский.
4. Статерийский.

Мировой океан насыщается кислородом, что приводит к его очистке от растворённого железа. Самое серьёзное и длительное похолодание на Земле произошло в палеопротерозойской эре. Гуронское оледенение длилось более 300 миллионов лет.

Мезопротерозойская эра

В геологической эре, длившейся около 600 млн лет (1,6−1 млрд л. н.), происходит образование Родинии и раскол суперконтинента Колумбии. Половое размножение, появившееся у доисторических живых организмов, продолжает эволюционировать.

Эра разделена на три периода:

1. Калимский. Появляются новые континентальные блоки и распадается Колумбия.
2. Эктазийски. Появляются первые многоклеточные животные — красные водоросли.
3. Стенийский. Заканчивается формирование Родинии и появляются первые эукариоты, размножающиеся половым путём.

Продолжается накопление горных отложений и расширение осадочных чехлов. Соотношение суши и воды в те времена было приблизительно такое, как и в современном мире. Однако географическое расположение материков существенно отличалось от сегодняшнего. Существовал единственный континент Родиния и всемирный океан под названием Мировия.

Неопротерозойская эра

Заключительная эра протерозойского эона (1−0,541 млрд л. н.) продолжалась полмиллиона лет. За это историческое время Родиния раскололась на 8 частей, а океан Мировия прекратил своё существование. Оледенение достигает своего пика, достигая экваториальной зоны, а животные обзаводятся первыми твёрдыми скелетами.

Неопротерозой делится на три периода:

1. Тонийский. Появляются первые многоклеточные животные, напоминающие червей.
2. Криогенийский. Именно на него пришёлся пик оледенения планеты.
3. Эдиакарийский период завершает докембрийскую геологическую историю планеты.

Для того чтобы понять, какие организмы жили в протерозойскую эру, можно представить себе современных медуз и моллюсков. Однако бо́льшая часть животных существенно отличалась от нынешних.

Фанерозой — явная жизнь

Фанерозой — последний эон в геологической истории. Он начался около полумиллиона лет назад и продолжается поныне. В этот период все формы жизни начали усиленно развиваться. Появляются разнообразный растительный мир и наземные животные. Формируется современное расположение материков и океанов.

Флора и фауна тесно взаимосвязаны. Жизнь во всех своих проявлениях распространяется по планете — в воздухе, на суше и в самых тёмных глубинах океана.

Происходит несколько крупных вымираний:

1. Ордовикско-силурийское.
2. Девонское.
3. Пермское.
4. Триасовое.
5. Мел-палеогеновое.

Последнее вымирание закончилось 65 млн лет назад.

Фанерозойский эон включает в себя 3 эры: палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую.

Палеозойская эра

Палеозой начался 541 млн л. н. Эра длилась более 290 миллионов лет. Все материки южного полушария соединяются и возникает очередной сверхконтинент — Гондвана. К ней постепенно пристыковываются остальные части суши. Всё заканчивается образованием Пангеи и крупнейшим пермским вымиранием.

Палеозойская эра довольно продолжительная, из-за этого она делится на 6 периодов:

1. Кембрийский.
2. Ордовикский.
3. Силурский.
4. Девонский.
5. Каменноугольный или карбон.
6. Пермский.

В палеозойскую эру впервые зарождаются позвоночные, в том числе костные и хрящевые рыбы. Растения и животные постепенно выходят на сушу. Наземная фауна представлена земноводными и древними ящерами. Во время великого пермского вымирания исчезло более 95% обитателей океана и приблизительно 70% видов позвоночных животных.

Мезозойская эра

Мезозой — это геологическая эра, являющаяся временем возникновения млекопитающих. Она заняла отрезок от 252 до 66 млн л. н. Тектоническая активность планеты заметно возрастает. Происходит раскол Пангеи на несколько частей, из которых впоследствии формируются современные континенты. Этот процесс способствует усиленному видообразованию и дальнейшей эволюции всех жизненных форм на планете. Развитию животного и растительного мира также способствует влажный и тёплый климат.

Периоды мезозойской эры:

Флора того времени представлена голосеменными, в особенности хвойными видами. Начинают развиваться древесные формы покрытосеменных растений. Лидерами животного мира становятся рептилии и насекомые. Первые летающие ящеры, появившиеся в юрском периоде, уверенно захватывают воздушные просторы. Динозавры достигают колоссальных размеров — масса некоторых превышает 50 тонн.

Кайнозойская эра

Кайнозой является заключительным временным отрезком в хронологии Земли. Он берёт свой отсчёт 66 млн л. н. и длится по сей день. На заре эры происходит очередное массовое вымирание. Гигантские ящеры, царствовавшие много миллионов лет, исчезают. На смену приходят млекопитающие животные. Материки продолжают своё движение, расстояние между ними увеличивается. Карта мира приобретает современный вид.

Эра млекопитающих включает в себя 3 периода:

1. Палеогеновый.
2. Неогеновый.
3. Четвертичный.

Флора и фауна продолжает стремительно развиваться. Эволюция порождает неисчислимое количество видов растений и животных, обитающих в воде, на суше и в воздухе. Первые современные люди появляются в плейстоценовую эпоху четвертичного периода на африканском континенте. Это эпохальное событие произошло 200 тысяч лет назад.

Приблизительно 73,5 тыс. л. н. происходит извержение супервулкана в Индонезии. Эта катастрофа приводит к резкому сокращению численности всех животных на планете.

Читайте также:

  
• Если кратко выразить сущность научно технической революции то она заключается в том что
  
• Культура как предмет философского анализа кратко
  
• План урока бинарного в профобразовании
  
• Почему повесть называется метель кратко
  
• Этапы педагогического общения кратко