ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКАЯ ШКАЛА ИСТОРИИ ЗЕМЛИ

Геохронологическая 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 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 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.

         Масштабные диаграммы геохронологической шкалы
         Представлены три хронограммы, отражающие разные этапы истории земли в различном масштабе.
         1. Верхняя диаграмма охватывает всю историю земли;
         2. Вторая — фанерозой, время массового появления разнообразных форм жизни;
         3. Нижняя — кайнозой, период времени после вымирания динозавров.

         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.
         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.
         Эта возможность базировалась на открытии процесса радиоактивного распада неустойчивых изотопов целого ряда химических элементов. Поскольку этот физический процесс идет с постоянной скоростью и не зависит ни от температуры, ни от давления, воздействовавших на породы, исследователи получили "атомный часовой механизм", позволяющий измерять возраст интересующего их геологического объекта. Так возник радиометрический метод определения абсолютного возраста горных пород, в основе которого лежит физическое явление радиоактивного распада изотопов. Все эти изотопы нестабильны и обладают вполне определенной, выявленной экспериментально скоростью распада, обычно характеризуемой периодом полураспада, т.е. временем, в течение которого распадается половина атомов данного нестабильного изотопа. Период полураспада сильно варьирует у различных изотопов.
         В настоящее время определение абсолютного возраста горных пород (т.е. возраста в астрономических единицах - годах, продолжительность которых признается абсолютной, неизменной в масштабе времени) главным образом основано на процессе радиоактивного распада. При известном периоде полураспада радиоактивного элемента определение возраста заключается в том, чтобы найти отношение массы вновь образованного химического элемента к массе материнского изотопа. Например, половина данного количества урана превратится в свинец за 4,46 млрд. лет, так что, измеряя относительное содержание урана и свинца в изучаемой породе, можно достаточно точно оценить ее абсолютный возраст. Этим методом было вычислено, что возраст древнейших пород самого раннего геологического периода равен примерно 3500 млн. лет, а пород конца кембрия - 500 млн. лет.
         Длительность сравнительно коротких отрезков геологического времени можно установить на основании измерений скорости отступания водопадов (Ниагарский водопад смещается вверх по течению со скоростью приблизительно 1,5 м в год по мере того, как он разрушает породы, с которых низвергается), а также при помощи подсчета годичных прослоек глины на дне озер и прудов.
         Развитие изотопных методов позволило сделать некоторые поразительные выводы в области геологии. Так, например, было установлено, что соотношение различных изотопов кислорода в углекислом кальции, выделяемом живыми организмами, зависит от температуры. Отсюда следует, что, анализируя углекислый кальций ископаемых раковин, мы можем определить температуру морской воды, в которой обитали эти животные сотни миллионов лет назад.
         На границах между основными эрами происходили крупного масштаба геологические нарушения, называемые горообразовательными движениями, которые вздымали или опускали огромные участки земной поверхности и уничтожали мелкие внутриконтинентальные моря или вызывали их появление. Эти горообразовательные движения изменяли распространение морских и наземных организмов и стирали с лица земли многие ранее существовавшие формы. Эра, называемая палеозойской, завершилась горообразованием, в течение которого поднялись Аппалачские горы и было уничтожено 97% существовавших в то время форм. Альпийская горообразовательная эпоха также сопровождалась вымиранием большей части пресмыкающихся мезозойской эры.

Хронология Земли.  В.В.Булат 2011 г.

         Годы Вселенной (начиная с гипотетического момента Большого Взрыва 13.730.012.012 лет назад):

         1 – Большой Взрыв. Возникновение Вселенной, какой мы ее видим. До того материя существовала в иных формах, которые наука пока не может описать.
         380.000 – Вселенная заполнена водородом и гелием, реликтовым излучением, излучением атомарного водорода на волне 21 см.
         150.000.000 – начало возникновения первых звезд.
         530.000.000 – появление самых древних звезд нашей Галактики.
         9.140.000.000 – начало возникновения Солнца.
         9.150.000.000 – вокруг Солнца обращается множество холодных твердых допланетных тел – планетезималей.
         9.163.000.000 – начало возникновения Земли. Светимость Солнца на 38 % ниже современной.
         ...
         ...
         13.730.012.012 – текущий момент.


         Земная кора снаружи образует рельеф земной поверхности. Рельеф — 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.
         Самые длительные временные интервалы в геохронологии — эоны (от греч. aion - век, эпоха). Выделяют такие Эоны, 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. Эоны не равноценны по продолжительности, так, если криптозой длился 3-5 млрд лет, то фанерозой — 0,57 млрд лет. Эоны 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. mesos - средний, zoe — жизнь) и кайнозойскую (от греч. kainos - новый, zoe — жизнь). Эры разделены на менее длительные отрезки времени - периоды, установленные лишь для фанерозоя


         Наука геохронология (геологическое летоисчисление) представляет собой учение о временной последовательности формирования земной поверхности, о ее возрасте, последовательности напластования горных пород, периодов образования первичных залежей природных минералов и ископаемых. Геохронологическая наука расчленяет процесс образования нашей Планеты от ее начального периода и до наших дней на ряд эон, эр и периодов, которые представлены в таблице № 1.

         Все эоны, эры и периоды эволюционных процессов, происходящих на нашей Планете, определены на основе геологических, археологических и палеонтологических исследований, с помощью современных объективных методов радиоактивного распада ряда элементов - свинца, гелия, аргона, кальция и стронция. Используя результаты исследований, ученым удалось выстроить полную картину всех тех процессов, которые происходили на Земле с начала её образования и по сегодняшний день.


         История создания шкалы.
         Во второй половине XIX века на II—VIII сессиях Международного геологического конгресса (МГК) в 1881—1900 гг. были приняты иерархия и номенклатура большинства современных геохронологических подразделений. В последующем Международная геохронологическая (стратиграфическая) шкала постоянно уточнялась.
         Конкретные названия периодам давали по разным признакам. Чаще всего использовали географические названия. Так, название кембрийского периода происходит от лат. Cambria — названия Уэльса, когда он был в составе Римской империи, девонского — от графства Девоншир в Англии, пермского — от г. Перми, юрского — от гор Юра в Европе. В честь древних племён названы вендский (венды — немецкое название славянского народа лужицких сорбов), ордовикский и силурийский (племена кельтов ордовики и силуры) периоды. Реже использовались названия, связанные с составом пород. Каменноугольный период назван из-за большого количества угольных пластов, а меловой — из-за широкого распространения писчего мела.
         Принцип построения шкалы.
         Геохронологическая шкала создавалась для определения относительного геологического возраста пород. Абсолютный возраст, измеряемый в годах, имеет для геологов второстепенное значение.
         Время существования Земли разделено на два главных интервала (эона): Фанерозой и Докембрий (Криптозой) по появлению в осадочных породах ископаемых остатков. Криптозой — время скрытой жизни, в нём существовали только мягкотелые организмы, не оставляющие следов в осадочных породах. Фанерозой начался с появлением на границе Эдиакария (Венд) и Кембрия множества видов моллюсков и других организмов, позволяющих палеонтологии расчленять толщи по находкам ископаемой флоры и фауны.
         Другое крупное деление геохронологической шкалы имеет своим истоком самые первые попытки разделить историю Земли на крупнейшие временные интервалы. Тогда вся история была разделена на четыре периода: первичный, который эквивалентен докембрию, вторичный — палеозой и мезозой, третичный — весь кайнозой без последнего четвертичного периода. Четвертичный период занимает особое положение. Это самый короткий период, но в нём произошло множество событий, следы которых сохранились лучше других.