Возраст и этапы развития Земли

ВВЕДЕНИЕ

 

Изучение возраста горных пород и методов его определения может дать множество сведений. Определение возраста горных пород представляет собой важную и сложную проблему, решение которой позволяет установить продолжительность и последовательность геологических процессов. Так же, при более глубоком рассмотрении этой темы, можно понять, что знание возраста горных пород необходимо для оценки свойств пород и определения их положения среди других пород.

 

Цель: Изучение возраста горных пород и методов его определения.

 

Задачи:

1. Отметить общие понятия о возрасте горных пород.

2. Подчеркнуть особенности абсолютного возраста горных пород и методов его определения.

3. Подчеркнуть особенности относительного возраста горных пород и методов его определения.

4. Рассмотреть геохронологическую шкалу.

Курсовая работа состоит из содержания, четырех глав, введения, основной части, заключения и литературного списка.

ВОЗРАСТ И ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ЗЕМЛИ

Планета Земля не всегда была такой, какой мы видим её сейчас. 570—500 млн. лет назад распределение суши по поверхности Земли было иным, нежели в настоящее время. На месте Северной Америки и Гренландии существовал материк Лавренция. Южнее Лавренции простирался Бразильский материк. Африканский материк включал Африку, Мадагаскар и Аравию. Севернее него располагался Русский материк. К востоку от Русского материка располагался Сибирский материк — Ангарида. На месте современного Китая был Китайский материк, на юге от него — Австралийский материк, охватывавший территорию современной Индии и Западной Австралии.

В начале палеозоя (500—440 млн. лет назад) в Северном полушарии из древних платформ — Русской, Сибирской, Китайской и Североамериканской — сложился единый материк Лавразия. Индостанская, Африканская, Южно-Американская, Антарктическая платформы, а также Аравия и Австралия вошли в южный материк — Гондвану. Лавразия существовала до середины мезозоя, а её изменения заключались в утрате территорий Северной Америки и последующее переформирование Лавразии в Евразию. Распад Гондваны начался в мезозое, Гондвана была буквально растащена по частям. К концу мелового — началу палеогенового периодов обособились современные постгондванские материки и их части — Южная Америка, Африка, Аравия, Австралия, Антарктида.

Материк Пангея раскололся примерно 150—220 миллионов лет назад на два континента. Северный континент Лавразия позже раскололся на Евразию и Северную Америку, в то время как из южного континента Гондвана позже произошли Африка, Южная Америка, Индия, Австралия и Антарктида.

Возраст Земли как планеты по последним данным оценивается 4,6 млрд. лет. Изучение метеоритов и лунных пород также подтверждает эту цифру. Однако самые древние породы Земли, доступные непосредственному изучению, имеют возраст около 3,8 млрд. лет. Весь более древний этап истории Земли носит название до геологической стадии (момент до образования кристаллов). Объектом геологического изучения является история Земли за последние 3,8 млрд. лет, которая выделяется в ее геологическую стадию.

Для выяснения закономерностей и условий образования горных пород необходимо знать последовательность их образования и возраст, т.е. установить их геологическую хронологию.

Установлением возраста горных пород занимаются стратиграфия (лат. Stratum – слой – наука, раздел геологии, об определении относительного геологического возраста осадочных горных пород, расчленении толщ пород и корреляции различных геологических образований) и геохронология (это учение о хронологической последовательности геологических событий, происходивших в прошлом, путем установления временных взаимоотношений между накопившимися слоями горных пород, в которых эти события оказались запечатлены).

Различают относительный возраст горных пород (относительная геохронология) и абсолютный возраст горных пород (абсолютная геохронология) [8].

 

ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКАЯ ШКАЛА

В геологии как в никакой другой науке важна последовательность установления событий, их хронологии, основанной на естественной периодизации геологической истории (Таблица). 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

Таблица

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 мы используем, когда говорим об относительном времени в истории Земли, а вторую, когда имеем 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 не повсеместным.

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. 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 том, что мы сравниваем обнаруженный нами комплекс органических остатков в изучаемых слоях с комплексом ископаемых в стратотипе соответствующего подразделения международной геохронологической шкалы, т.е. мы, определяем возраст отложений 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 мы не можем установить длительность формирования девонских отложений и дать заключение о том, когда (в абсолютном летоисчислении) произошло накопление этих отложений. Только методы абсолютной геохронологии способны ответить на этот вопрос [7].

Не радиологические методы

Соляной метод был применен для определения возраста Мирового океана. Он основан на предположении, что воды океана были первоначально пресными, то, зная современное количество солей с континентов, можно определить время существования Мирового океана (97 млн. лет).

Седиментационный метод основан на изучении осадочных пород в морях. Зная объем и мощность морских отложений в земной коре в отдельных системах и объем минерального вещества, ежегодно сносимого в моря с континентов можно вычислить продолжительность их наполнения.

Биологический метод базируется на представлении о сравнительно равномерном развитии органического мира. Исходный параметр – продолжительность четвертичного периода 1,7 – 2 млн. лет.

Метод подсчета слоев ленточных глин, накапливающихся на периферии тающих ледников. Глинистые осадки откладываются зимой, а песчаные летом и весной, таким образом, каждая пара таких слоев результат годичного накопления осадков (последний ледник на Балтийском море прекратил свое движение 12 тысяч лет назад).

Распространенным видом озерно-ледниковых отложений являются ленточные глины, слагающие низкие и низменные равнины европейского Северо-Запада. Эти отложения хоть и богаты питательными веществами, но обладают плохой воздухо- и водопроницаемостью. В некоторые сезоны года здесь на поверхности или у поверхности могут скапливаться воды, которые в сочетании с плотностью тяжелых осадков создают условия плохой аэрации, затрудняют нормальное развитие корневых систем растений. В этих условиях формируются влажные и сырые сурамени (хвойный лес на относительно богатых почвах) и даже субори (многоярусные смешанные хвойно-лиственные насаждения) [4].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Опираясь на поставленные задачи, удалось раскрыть особенности относительного и абсолютного возраста горных пород, методы их определения и геохронологическую шкалу.

Различают относительный и абсолютный возраст горных пород. Определение относительного возраста пород – это установление, какие породы образовались раньше, а какие – позже. Под абсолютной геохронологии подразумевается, возраст образования какой-либо горной породы в астрономических единицах времени - годах, продолжительность которых признается абсолютной, неизменной в масштабе времени.

Таким образом, относительный и абсолютный возраст делится на ряд методов их определения: относительный определяется с помощью геолого-стратиграфических (стратиграфического, литологического, тектонического, геофизических) и биостратиграфических методов, а абсолютный определяется с помощью методов ядерной (или изотопной геохронологии) и не радиологических методов.

Определение возраста горных пород представляет собой важную и сложную проблему, решение которой позволяет установить продолжительность и последовательность геологических процессов.

 

Список используемой литературы

Опубликованная

1. Короновский Н.В., Якушова А.Ф. «Основы Геологии», Москва Высшая школа 1991, с 301-378.

2. Соколовский А.К., «Общая геология», Москва 2006, с 91-94

3. Якушова А.Ф., Хаин В. Е., Славин В.И., «Общая геология», издательство Московского университета 1988, с 36-37

4. Якушова А.Ф., Хаин В.Е., Славин В.И., «Общая геология», издательство Московского университета 1988, с 41-44

 

Интернет ресурсы

5. http://natura l science.ru/content/view/285/469/ -относительный возраст

6. http://naturalscience.ru/content/view/286/470/ -абсолютный возраст

7. http://biofile.ru/geo/1279.html -геохронологическая шкала

8. http://physiclib.ru/books/item/f00/s00/st015.shtml –сведения о развитии Земли

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Изучение возраста горных пород и методов его определения может дать множество сведений. Определение возраста горных пород представляет собой важную и сложную проблему, решение которой позволяет установить продолжительность и последовательность геологических процессов. Так же, при более глубоком рассмотрении этой темы, можно понять, что знание возраста горных пород необходимо для оценки свойств пород и определения их положения среди других пород.

 

Цель: Изучение возраста горных пород и методов его определения.

 

Задачи:

1. Отметить общие понятия о возрасте горных пород.

2. Подчеркнуть особенности абсолютного возраста горных пород и методов его определения.

3. Подчеркнуть особенности относительного возраста горных пород и методов его определения.

4. Рассмотреть геохронологическую шкалу.

Курсовая работа состоит из содержания, четырех глав, введения, основной части, заключения и литературного списка.

ВОЗРАСТ И ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ЗЕМЛИ

Планета Земля не всегда была такой, какой мы видим её сейчас. 570—500 млн. лет назад распределение суши по поверхности Земли было иным, нежели в настоящее время. На месте Северной Америки и Гренландии существовал материк Лавренция. Южнее Лавренции простирался Бразильский материк. Африканский материк включал Африку, Мадагаскар и Аравию. Севернее него располагался Русский материк. К востоку от Русского материка располагался Сибирский материк — Ангарида. На месте современного Китая был Китайский материк, на юге от него — Австралийский материк, охватывавший территорию современной Индии и Западной Австралии.

В начале палеозоя (500—440 млн. лет назад) в Северном полушарии из древних платформ — Русской, Сибирской, Китайской и Североамериканской — сложился единый материк Лавразия. Индостанская, Африканская, Южно-Американская, Антарктическая платформы, а также Аравия и Австралия вошли в южный материк — Гондвану. Лавразия существовала до середины мезозоя, а её изменения заключались в утрате территорий Северной Америки и последующее переформирование Лавразии в Евразию. Распад Гондваны начался в мезозое, Гондвана была буквально растащена по частям. К концу мелового — началу палеогенового периодов обособились современные постгондванские материки и их части — Южная Америка, Африка, Аравия, Австралия, Антарктида.

Материк Пангея раскололся примерно 150—220 миллионов лет назад на два континента. Северный континент Лавразия позже раскололся на Евразию и Северную Америку, в то время как из южного континента Гондвана позже произошли Африка, Южная Америка, Индия, Австралия и Антарктида.

Возраст Земли как планеты по последним данным оценивается 4,6 млрд. лет. Изучение метеоритов и лунных пород также подтверждает эту цифру. Однако самые древние породы Земли, доступные непосредственному изучению, имеют возраст около 3,8 млрд. лет. Весь более древний этап истории Земли носит название до геологической стадии (момент до образования кристаллов). Объектом геологического изучения является история Земли за последние 3,8 млрд. лет, которая выделяется в ее геологическую стадию.

Для выяснения закономерностей и условий образования горных пород необходимо знать последовательность их образования и возраст, т.е. установить их геологическую хронологию.

Установлением возраста горных пород занимаются стратиграфия (лат. Stratum – слой – наука, раздел геологии, об определении относительного геологического возраста осадочных горных пород, расчленении толщ пород и корреляции различных геологических образований) и геохронология (это учение о хронологической последовательности геологических событий, происходивших в прошлом, путем установления временных взаимоотношений между накопившимися слоями горных пород, в которых эти события оказались запечатлены).

Различают относительный возраст горных пород (относительная геохронология) и абсолютный возраст горных пород (абсолютная геохронология) [8].

 

ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКАЯ ШКАЛА

В геологии как в никакой другой науке важна последовательность установления событий, их хронологии, основанной на естественной периодизации геологической истории (Таблица). 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

Таблица

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 мы используем, когда говорим об относительном времени в истории Земли, а вторую, когда имеем 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 не повсеместным.

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. 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 том, что мы сравниваем обнаруженный нами комплекс органических остатков в изучаемых слоях с комплексом ископаемых в стратотипе соответствующего подразделения международной геохронологической шкалы, т.е. мы, определяем возраст отложений 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 мы не можем установить длительность формирования девонских отложений и дать заключение о том, когда (в абсолютном летоисчислении) произошло накопление этих отложений. Только методы абсолютной геохронологии способны ответить на этот вопрос [7].