Періодизація історії Землі
За сучасними уявленнями, Земля, як і інші планети Сонячної системи, утворилася близько 4,6-5 млрд. Років тому з допланетного холодного газопилової хмари, що обертається по певній орбіті. Про перший мільярд років життя нашої планети майже повністю відсутні будь-які фактичні дані. Передбачається, що вона в той час була досить однорідною за складом і щодо холодної. Її ландшафт був подібний до ландшафту сучасної Місяця.
Земна поверхня знаходилася під безперервним «обстрілом» планетеземалей - астероідоподобних об'єктів розмірами в кілометри, утворених в результаті злипання грудок міжзоряного пилу. За рахунок зіткнення великих планетеземалей температура поступово зростала. У перші 500 млн. Років існування Землі ніякої атмосфери ще не було. За земної поверхні гуляв сонячний вітер, т. Е. Поширювалися потоки заряджених частинок. Так званий догеологической етап розвитку Землі завершився в той момент, коли відбувся перерозподіл мас речовини в тілі планети з утворенням ядра. Цей процес супроводжувався бурхливим виділенням тепла. Завдяки потужним конвективним потокам була зламана і перероблена верхня (холодна) оболонка Землі. Через численні жерла з глибин на земну поверхню було викинуто величезну кількість газів і водяної пари, які і утворили первинну атмосферу. Це, мабуть, сталося близько 4 млрд. Років тому.
Само собою зрозуміло, що поділ історії Землі на догеологической і геологічний етапи досить умовно. Положення вікової межі між ними відсувається в міру виявлення все більш древніх гірських порід.
Основними критеріями для періодизації геологічної історії Землі є процеси і події, що призвели до якісних змін складу і структури географічної оболонки, яку складають літосфера, біосфера, гідросфера і атмосфера. Прикладами таких знаменних подій служать не тільки виникнення атмосфери, гідросфери та біосфери, а й головним чином перетворення, які позначилися на зовнішньому вигляді нашої планети, - інтенсивне прояв магматизму, горизонтальних і вертикальних рухів земної кори, а також виникнення і розселення організмів і т. Д.
Зазвичай все геологічні дослідження починаються з вивчення складу відкладень і встановлення їх віку (геохронологии), так як без цього неможливо відновити геологічну історію. Існує ряд методів, за допомогою яких визначається відносний вік гірських порід. Першу інформацію дають в основному послідовність нашарувань в непорушеному стані (нижележащие породи древнє верхніх), склад відкладень і скам'янілості, укладені в них. За допомогою вивчення викопних решток виявляється послідовна зміна неповторяющихся в розрізах фауністичних, флористичних і палинологического (спорово-пилкових) комплексів, які одночасно відображають етапність їхнього історичного розвитку. Неповторність комплексів організмів грунтується на головному принципі еволюційної теорії - незворотності еволюції.
За допомогою палеонтологічних і стратиграфічних методів встановлюється відносна геохронология, яка, однак, не дає реального уявлення про тривалості геологічних періодів і не дозволяє судити про справжній вік Землі. Після відкриття природної радіоактивності геологи отримали надійний метод визначення абсолютного віку гірських порід, заснований на процесах радіоактивного розпаду атомів таких елементів, як уран, торій, калій, стронцій, рубідій, цезій, вуглець і інші, в вивержених і осадових гірських породах.
Вік тектоно-магматичних епох в історії Землі
Накопичення результатів досліджень про вік різних вивержених порід дозволило не тільки визначити тривалість геологічних періодів, установлених методом відносної геохронології, а й виділити найбільш древні гірські породи Землі. Документовані сліди життя на Землі мають вік понад 3,2 млрд. Років, найдавніші осадові породи - близько 3,8 млрд. Років. В історії Землі існували епохи посиленого магматизму. Ці епохи характеризувалися високим ступенем тектонічної активності, т. Е. Одночасно з виливами лави і впровадженням магми відбувалися значні вертикальні і горизонтальні рухи земної кори. Дані про вік вивержених порід можливість встановити існування порівняно тривалих епох підвищеної магматичної і тектонічної активності і тривалих періодів відносного спокою. Це, в свою чергу, дозволяє провести природну періодизацію історії Землі за ступенем тектонічної і магматичної інтенсивності.
Загальна геохронологическая шкала
Млн. років (число відноситься до кордону між епохами, тобто 240 - межа між мезозойської і кайнозойської і т.п.)
Мезозойська і кайнозойская
О. Г. Сорохтин на підставі визначення часу утворення гранітних інтрузій уточнив вік тектоно-магматичних епох (циклів) в історії Землі. Разом з тим необхідно відзначити, що тектонічна і магматична активність в окремих районах за часом часто не збігається з тектоно-магматичними епохами планетарного характеру. Отже, в різних районах світу можливі досить істотні розкид віку тектоно-магматичних епох.
Склад порід в типових розрізах, умови їх залягання і знаходилися в них викопні рештки в кінці XIX в. дозволили закласти основу зведеної (планетарної) геохронологічної шкали. В даний час вона істотно доповнена, деталізована і обумовлена не тільки подіями життя органічного світу, зміною одних груп організмів іншими, а й абсолютними датировками. Історія Землі розділена на чотири великих відрізка часу - Гадейський Еон, архей, протерозой і фанерозой. Іноді в протерозої виділяють афебій, рифей і венд. Причому рифей в Канаді називають альгонком а в Китаї - сініем. Фанерозойський еон (еон - дослівно означає тривалий прмежуток часу. Він об'єднує кілька геологічних ер), що означає час явною життя, складається з палеозою, мезозою і кайнозою. Протерозой, архей і Гадейський Еон називають кріптозойскім еоном т. Е. Часом прихованого життя.
Геохронологічна шкала являє собою ідеалізований, а не реальний геологічний об'єкт, так як ні на одному континенті немає безперервній послідовності всіх відомих вікових підрозділів. Це викликано тим, що жоден великий басейн седиментації (опадонакопичення) не розвивався в незмінних межах протягом всієї геологічної історії Землі. Багаторазово умови морського накопичення опадів змінювалися континентальними, і нерідко седиментация переривалася в результаті підйому території. Це супроводжувалося денудацією і розмивом.
З цілком зрозумілих причин про перший мільярд років існування Землі, т. Е. Про Гадейський Еон, немає фактичних даних. Можна тільки припускати, що в Гадейський Еон, мабуть, виявився дуже активний вулканізм. Під час сповіді вулканічних лав виділявся значний обсяг газів. Надалі це призвело до створення не тільки земної кори, але і первинної атмосфери.
Протягом белозерськой і Кольської тектоно-магматичних епох (початок і середина архею) протікали процеси гранитизации і одночасно з ними виникали перші осадові басейни. Для цього часу відомі не тільки теригенні (правда, які зазнали сильного метаморфизму) товщі, а й карбонатні породи, і навіть освіти кор вивітрювання.
У кенорскую тектоно-магматичну епоху в кінці архею були сформовані ядра майбутніх найбільших стійких геоструктурного елементів Землі - ядра континентальних платформ. У наступні тектоно-магматичні епохи ядра платформ продовжували наростати.
Протягом кенорской, альгонкской, раннекарельской, балтійської, буларенінской і карельської тектоно-магматичних епох сформувалися підвалини всіх відомих стародавніх континентальних платформ: Східно-Європейської, Сибірської, Китайської, Таримской, Індостанської, Афрікано-Аравійської, Східно-Австралійської, Північно і Південно американської. Протягом майже 1 млрд. Років (від 2,7 до 1,67 млрд. Років тому) відбувалося формування первинного гранітогнейсового шару земної кори, а наявність карбонатних осадових порід сприяло утворенню лужних інтрузій. Величезні плутони гранітоїдів, площа яких перевищувала тисячі квадратних кілометрів, серед найдавніших осадових порід фіксували великі платформні структури, звані щитами. Приклади таких ділянок - Балтійський, Український, Алданский, Канадський, Гвіанський, Бразильський, Аравійський щити.
Передбачається, що в протерозої існував величезний континент Мегагея, або Велика Земля, оточений єдиним Світовим океаном.
Починаючи з раннього рифі, древні платформи і особливо щити стають найбільш стійкими в часі і в просторі структурними елементами земної кори. Пізніше в межах платформ виникли області плавного і порівняно невеликого прогинання (синеклізи), які розколювались уздовж систем глибинних розломів, що проходили в межах консолідованих древніх рухливих поясів. Таким чином з'явилися великі грабенообразниє прогини - авлакогени. Прикладами можуть служити Катангский авлакоген на Африканської платформі і Дніпровсько-Донецький на Східно-Європейській.
Протягом наступних після раннього рифі тектоно-магматичних епох древні платформи або продовжували нарощуватися за рахунок рухомих поясів, що утворюються на їх периферії, або розколювались на частини і згодом відчували різноспрямовані переміщення з різною швидкістю. Разом з тим в рифее і фанерозое відбувалося поступове згасання магматизму і одночасно збільшувалася неоднорідність будови земної кори.
Готська тектоно-магматична епоха характеризувалася на більшості платформ та оточуючих їх рухомих поясів розвитком гранитизации доріфейських порід і значного метаморфізму.
У тектоно-магматичні епохи середнього і особливо пізнього рифея тривали гранітизацією в рухомих поясах і подальше нарощування площі платформ. Магматизм Катангского (раннебайкальская) і позднебайкальской тектоно-магматичних епох на платформах проявився по-різному. Однак їх загальними рисами були, з одного боку, інтенсивна складчастість, а з іншого - розкол і переміщення великих платформних брил (літосферних плит).
В результаті активної магматичної і тектонічної діяльності в ранньо-та позднебайкальскіе епохи сталися зближення і з'єднання в єдиний суперконтинент Гондвану п'яти найбільших платформ південної півкулі - Афрікано-Аравійської, Південно-Американської, Австралійської, Антарктичної і Індостанської. Гондване в північній півкулі протистояли розрізнені Східно-Європейська, Північно-Американська, Сибірська та Китайська платформи.
Каледонская тектоно-магматична епоха характеризувалася не тільки посиленням магматизму, а й підйомом і освітою в північній півкулі нового суперконтиненту Лавразии. Цей суперконтинент, що складається з Північно-Американської, Східно-Європейської, Сибірської і Китайської платформ відокремлювався від Гондвани великим океаном - палео-Тетіс
На відміну від давніших етапів тектоно-магматичні епохи фанерозою внаслідок збереження гірських порід і їх хорошою вивченості поділяються на цілий ряд фаз. Останні, так само як і самі тектоно-магматичні епохи характеризувалися високим стоянням континентів над рівнем моря (переважання здіймання), розвитком магматизму і значними тектонічними рухами. Такі фази названі геократіческімі. На противагу їм таласократичну фази триваліше за часом. Для них характерна активна прогинання платформ і розвиток трансгресії, т. Е. Наступання моря на сушу, і потужне осадконакопление.
У складі каледонской тектоно-магматичної епохи виділяються таконская і позднекаледонская фази. В результаті зіткнення континентів були утворені гірничо-складчасті системи, що носять назву каледонід. Вони збереглися на заході Північно-Американської платформи (Аппалачі), в Центральній Азії (Центральний Казахстан, Алтай, Саяни, Монголія), Східної Австралії, на о-ві Тасманія і в Антарктиді.
У герцинську тектоно-магматичну епоху відбулося з'єднання в єдиний материк Пангеї гондванская і Лавразійского суперконтинентів. Так само, як і в пізньому рифее, Пангею омивав єдиний океан. Герцинськая тектоно-магматична епоха поділяється на бретонскую, Судетскую, Астурійського, заальскую і пфальцських фази. Зіткнення континентів привело до виникнення великих гірських систем, що носять назву герцинид. Всі вони розташовуються на периферії древніх платформ. До них відносяться Тибет, Гіндукуш, Каракорум, Тянь-Шань, Алтай, Куньлунь, Урал, гірські системи Центральної та Північної Європи, Південної Америки, Північної Америки (Аппалачі, Кордильєри), Північно-Західної Африки та Східної Австралії. У цю ж епоху в результаті консолідації складчастих областей утворилися так звані епігерцинськие плити. або молоді платформи, - Скіфська, Туранська, Західно-Сибірська плити і ін.
У кіммерійську тектоно-магматичну епоху, що підрозділяється на ранньо-та позднекіммерійскую фази, відбулися впровадження інтрузій різного складу в межі рухомих поясів, розпад Пангеї і горотворення. Протягом тріасового, юрського періодів і раннемеловой епохи знову виникли супер-континенти Лавразия і Гондвана, розділені молодим океаном Тетіс і Південної Атлантикою. Горотворні процеси проявилися головним чином на околицях Лавразии. Значні руху зазнали і раніше виниклі гірські системи Аппалачів і Кавказу.
Геохронолігіческая шкала фанерозоя