Arvatakse, et Maal kulus 7 miljardit aastat, et saada selliseks, mida me täna teame ja näeme. Kogu oma eksisteerimise aja jooksul on meie planeet kogunud lugematuid saladusi, eriti selle esmase kujunemise kohta. Teadlased kogu maailmast, uurides maapõue, koguvad teavet kõikvõimalike oluliste muutuste kohta, mis Maa pinnal on kunagi toimunud. Sellised andmed sorteeritakse kronoloogilises järjekorras ja neid nimetatakse geoloogiliseks kronoloogiaks.
Päritolu ja areng
Ajal, mil valitsesid religioossed õpetused jumalikust teost, mis oli seotud Maa tekkega, valitses ka arvamus meie planeedi ja universumi kui terviku nooruse kohta (arvati, et need tekkisid sõna otseses mõttes üheaegselt kaks päeva umbes 6 tuhat aastat tagasi). Selle idee võtsid iidsed inimesed tingimusteta vastu enne selliste täppisteaduste nagu astronoomia, keemia ja füüsika tulekut ja kiiret arengut.
Aja jooksul väljendasid iidsed mõtlejad ja renessansiajastu teadlased oma realistlikumat seisukohta Maa kujunemise kohta. Nende eelduste kohaselt ületab planeedi pinna ja sisemuse muutuste mitmekülgsuse põhjal selle olemasolu ajalugu oluliselt 6 tuhat aastat. Kaasaegsed teadlased üle kogu maailma on jõudnud järeldusele, et Maa tekkis lõpuks rohkem kui neli miljardit aastat tagasi. Tasub öelda, et mitte kõik ei nõustu selle väitega, sest nende arvates on see arv liiga kõrge.
Planeet Maa eKr
See ajutine kontseptsioon sai kuulsaks tänu benediktiini mungale auväärsele Bedele. Ta kasutas oma traktaatides väljendeid “pKr” ja “eKr”, misjärel alates 731. aastast läks enamik Lääne-Euroopa riike üle selle loenduriga kalendrile. Need muutused mõjutasid ka geoloogilist kronoloogiat, mis jaguneb kaheks ebavõrdseks perioodiks. Esimene, iidne osa, domineeris planeedil palju kauem kui teine, sest just sel ajal toimus looduse sünd ja areng kõige väiksematest elusorganismidest kuni hiiglaslike ookeanideni.
Maa on läbi teinud pikaajalisi ja tohutuid muutusi, et luua tänapäeva inimesele kõige mugavamad elutingimused. Maakoore pikaajalised uuringud on andnud teadlastele võimaluse kujundada üldine arusaam meie planeedi kujunemisest tervikuna ja elu tekkest.
Eelkambrium
Geokronoloogiline tabel algab eelkambriumi ajastuga, mis eksisteeris Maal 4,5 miljardit kuni 600 miljonit aastat tagasi. Sel perioodil toimus ennekõike maakoore ning hiljem vee ja maa moodustumine. Aktiivne vulkaaniline tegevus toimus kogu ajastu jooksul.
Katarhey
Seda perioodi liigitatakse sageli eelkambriumi kolme osa hulka. See on ilmselt eksiarvamus, kuna katarhea eonil pole oma eelkäijaga praktiliselt midagi ühist. Sel ajal ei ilmnenud vulkaanilist tegevust, vaid Maa pinnal domineeris külm kõrb.
Katahhaa ajastul oli ööpäevas vaid kuus tundi. Selle perioodiga kaasnesid üsna sageli maavärinad, mis maastikku tasaseks muutsid. Sel ajal kattis Maa territooriumi regoliit – tumehall esmane aine.
Arhea
Selle termini autor 1872. aastal oli üks Ameerika teadlasi. Arhean erineb Katahhea omast erosiooni ja suure hulga vulkaanide poolest. 2,5 miljardit aastat kestnud arheaajastu ajal algas meie planeedil evolutsiooniprotsess.
Vaatamata asjaolule, et atmosfääri ikka veel polnud, ilmusid anaeroobsed bakterid, mis eksisteerisid hapniku puudumisel. Looduslikud mineraalid nagu väävel, raud, nikkel ja grafiit tekkisid esimeste elusorganismide tegevuse tulemusena.
Proterosoikum
Selle ajastu geoloogilisi sündmusi iseloomustab mägede moodustumine koos nn. Aja jooksul muutusid need väikesteks küngasteks. Proterosoikumides leidus rikkalikult rauda, maaki ja värvilisi metalle. Mis puudutab elu teket, siis seda eooni iseloomustab lihtsate mikroorganismide, seente ja vetikate ilmumine. Proterosoikumi lõpus ilmusid molluskid ja ussid.
Proterosoikum hõlmab omakorda kolme pikaajalist ajastut:
Paleoproterosoikumi lõpuks tekkis atmosfääris hapniku kontsentratsioon tänapäevasel tasemel.
Mesoproterosoikumi ajal, mis koosneb kaaliumist, ektaasiast ja steeniast, saavutavad vetikad ja bakterid oma arengu haripunkti. Proterosoikum erineb teistest ajastutest kõige külmema perioodi poolest, mil jää kattis suurema osa Maast.
Neoproterosoikumis on kolm staadiumi: Thonian, Cryogenian ja Ediacaran. mida iseloomustab esimese mandri - Rodinia - teke, mille plaadid lahknesid peagi uuesti.
Fanerosoikum
See eoon lõpetab geokronoloogilise tabeli. Fanerosoikum eristub suure hulga mineraalse luustikuga elusorganismide selge ilmumise perioodiga. Eelmist proterosoikumi eooni kutsutakse varjatud eooniks, kuna sel ajal arenevast elu jälgi ei leitud.
Fanerosoikumi ajal toimusid ulatuslikud sündmused, nagu Kambriumi plahvatus (umbes 540 miljonit aastat tagasi), aga ka 5 suurimat elusolendite väljasuremist kogu Maa ajaloos.
Fanerosoikumi eoni ajastud
Fanerosoikumi kolmest osast esimest nimetatakse paleosoikumiks. Seda peetakse iidse elu ajastuks ja see jaguneb seitsmeks etapiks:
. Kambrium iseloomustab parasvöötme kliima kujunemine. Selle perioodi geoloogilisi kronoloogiaid iseloomustab maastikumuutuste puudumine, selle asemel tekivad kaasaegsed loomaliigid.
. Ordoviitsium. Sel ajal levis soe kliima üle kogu maakera, sealhulgas Antarktikas. Märgitakse ka maa märkimisväärset vajumist ja kalade tärkamist.
. silur mida iseloomustab sisemere ja kuivade madalike teke.
. Devon iseloomulik metsade ilmumise ja esimeste kahepaiksete ajale.
. Madalam süsinik mida iseloomustab haide ja sõnajalgade märkimisväärne levik.
.Ülemine ja keskmine süsinik.
. permi keel– aeg, mil enamik iidseid loomi välja suri.
Mesosoikum- fanerosoikumi eoni teine osa, mis hõlmab kolme perioodi: triias, kriidiaeg ja juura. Seda ajaperioodi iseloomustab dinosauruste ja hammaslindude ilmumine, areng ja väljasuremine. Mesosoikumi geoloogilist kronoloogiat iseloomustab Lääne-Ameerika ja osa Euroopa territooriumi katvus madalate meredega. Sel perioodil tekkisid Maal esimesed vahtra- ja tammemetsad.
Fanerosoikumi eooni kolmandat osa nimetatakse kenosoikumiks ehk imetajate ajaks. Uue elu ajastu jaguneb omakorda kaheks etapiks:
. Tertsiaarne. Perioodi algust iseloomustab soe kliima, kiskjate ja sõraliste areng ning samal ajal muistsete imetajate väljasuremine. Metsad on levinud üle kogu planeedi nii kaugele kui võimalik. Ahvid ilmusid umbes 25 miljonit aastat tagasi. Veidi hiljem, pliotseeni ajastul, tekkisid esimesed inimesed.
. Kvaternaar etapp hõlmab nelja jääaega. Sel ajal suurte imetajate kadumine ja inimühiskonna teke. Neljanda jääaja lõpus omandas kliima oma praeguse kuju. Alates kvaternaari staadiumist on inimese primaarsus kindlalt kinnistunud kogu Maa territooriumil, mis kestab kuni praeguse hetkeni.
Oluline on teada kivimite tekkeaega ja geoloogiliste sündmuste kronoloogilist järjestust.
Teabeallikaks Maa arengu kohta aja jooksul on peamiselt setted, mis valdavas enamuses tekkisid veekeskkonnas ja paiknevad seetõttu kihtidena.
Mida sügavamal asub kiht maapinnast, seda varem see tekkis ja on seetõttu iidsem iga maapinnale lähemal asuva ja noorema kihi suhtes. Suhtelise geokronoloogia aluseks olnud suhtelise vanuse mõiste põhineb sellel lihtsal arutlusel.
Kivimite suhteline vanus on kihtide horisontaalse esinemise korral kergesti määratav. Näiteks rannikujärsakus on liiva-, savi- ja lubjakivikihid ülalt alla kergesti eristatavad. Siinne vanim kivim saab olema lubjakivi, siis tekkis savikiht ja noorim on liivakiht. Kui mõni teine lähedalasuv paljand paljastab sama kivimite järjestuse (alt üles: lubjakivi, savi, liiv), siis võib eeldada, et samad kihid on ühevanused.
Kuid kivimite võrdlemine koostise järgi on efektiivne ainult kivimite ühendamisel lühikeste vahemaade tagant. Paljud erineva vanusega kivimid on sarnase koostisega ja vastupidi, sama vanad, kuid erinevates tingimustes moodustunud kivimid erinevad koostiselt. Seetõttu on kõige usaldusväärsem suhtelise vanuse määramine taimsete ja loomsete organismide jäänuste – kivimites säilinud fossiilide – järgi. Samavanused setted, kui need tekkisid sarnastes tingimustes, sisaldavad sarnaseid või identseid fossiile. See võimaldab võrrelda ühevanuseid kihte, kui need on erineva koostisega ja asuvad Maa erinevates piirkondades.
Pikimad ajaintervallid suhtelises geokronoloogias on eoonid; eoonid jagunevad ajastuteks, ajastud perioodideks, perioodid ajastuteks, ajastud sajanditeks jne. Eooniga võrdse aja jooksul on kogunenud settekivimite paksus, mis vastab eonoteemile, ajastule - erateemile, perioodile - süsteem, ajastule - jagunemine, sajandi jooksul - etapp, jne.
Erinevalt suhtelisest geokronoloogiast on absoluutne geokronoloogia mõeldud geoloogilise aja mõõtmiseks astronoomilistes ühikutes – aastates. Absoluutse vanuse määramiseks on kaks meetodite rühma: hooajalis-klimaatiline ja radioloogiline. Hooaja-kliima meetodid on rakendatavad kivimitele, millel on hooajaline kihilisus, ja taanduvad hooajaliste kihtide loendamisele. Radioloogilised (isotoopide) meetodid põhinevad mineraalide vanuse määramisel radioaktiivsete isotoopide lagunemise teel, mis sisalduvad väikestes kogustes paljude mineraalide kristallvõres. Kuna lagunemisprotsess toimub konstantse kiirusega, ei sõltu määramistulemused teatud keskkonnatingimustest. Kõige sagedamini kasutatakse absoluutdateerimiseks 235 U, 40 K, 87 Rb, 147 Sm, 14 C Lisaks on kivimite geokronoloogilise jaotuse lisameetodiks paleomagnetismi uurimine, mille alusel koostatakse paleomagnetiline ajaskaala. koostatud. Isotoop- ja paleomagnetilised meetodid on eriti olulised tard- ja moondekivimite vanuse määramisel.
Geoloogiline kronoloogia ehk geokronoloogia, põhineb kõige paremini uuritud piirkondade, näiteks Kesk- ja Ida-Euroopa geoloogilise ajaloo selgitamisel. Tuginedes laiaulatuslikele üldistustele, Maa eri piirkondade geoloogilise ajaloo, orgaanilise maailma evolutsiooni mustrite võrdlemisele, töötati eelmise sajandi lõpus esimestel rahvusvahelistel geoloogiakongressidel välja ja võeti kasutusele rahvusvaheline geokronoloogiline skaala, mis kajastab. ajajaotuse jada, mille jooksul moodustusid teatud setete kompleksid, ja orgaanilise maailma areng. Seega on rahvusvaheline geokronoloogiline skaala Maa ajaloo loomulik periodiseering.
Geokronoloogiliste jaotuste hulgas on: eoon, ajastu, periood, ajastu, sajand, aeg. Iga geokronoloogiline jaotus vastab maardlate kompleksile, mis on identifitseeritud vastavalt muutustele orgaanilises maailmas ja mida nimetatakse stratigraafiliseks: eonoteem, rühm, süsteem, osakond, staadium, tsoon. Seetõttu on rühm stratigraafiline üksus ja vastav ajageokronoloogiline üksus on ajastu. Seetõttu on kaks skaalat: geokronoloogiline ja stratigraafiline. Esimest kasutatakse rääkides suhtelisest ajast Maa ajaloos ja teist setete käsitlemisel, kuna mõned geoloogilised sündmused toimusid igal ajal maakera igas kohas. Teine asi on see, et sademete kogunemine ei olnud laialt levinud.
- Arhea ja proterosoikumi eonoteemid, mis katavad peaaegu 80% Maa olemasolust, on klassifitseeritud krüptosoikumideks, kuna eelkambriumi moodustistel puudub täielikult skeletifauna ja paleontoloogiline meetod ei ole nende lahkamisel rakendatav. Seetõttu põhineb prekambriumi moodustiste jaotus eelkõige üldistel geoloogilistel ja radiomeetrilistel andmetel.
- Fanerosoikumi eoon hõlmab vaid 570 miljonit aastat ja setete vastava eonoteemi jaotus põhineb paljudel arvukatel skeletifaunadel. Fanerosoikumi eonoteem jaguneb kolme rühma: paleosoikum, mesosoikum ja kenosoikum, mis vastavad Maa loodusliku geoloogilise ajaloo suurematele etappidele, mille piire tähistavad üsna teravad muutused orgaanilises maailmas.
Eonoteemide ja rühmade nimed pärinevad kreeka sõnadest:
- "archeos" - kõige iidsem, kõige iidsem;
- "proteros" - esmane;
- "paleos" - iidne;
- "mesos" - keskmine;
- "kainos" - uus.
Sõna "krüptos" tähendab peidetud ja "phanerosoic" tähendab ilmset, läbipaistvat, kuna skeletifauna ilmus.
Sõna "zoy" tuleb sõnast "zoikos" - elu. Seetõttu tähendab “tsenosoikumi ajastu” uue elu ajastut jne.
Rühmad jagunevad süsteemideks, mille lademed tekkisid ühel perioodil ja mida iseloomustavad ainult neile omased organismide perekonnad või perekonnad ning kui need on taimed, siis perekonnad ja liigid. Süsteeme on erinevates piirkondades ja eri aegadel tuvastatud alates aastast 1822. Praegu tuntakse ära 12 süsteemi, mille nimetused on pärit enamuse paikadest, kus neid esmakordselt kirjeldati. Näiteks Juura süsteem - Juura mägedest Šveitsis, Permi ajastu - Permi provintsist Venemaal, Kriidiajastu - kõige iseloomulikumatest kivimitest - valgest kirjutuskriidist jne. Kvaternaarisüsteemi nimetatakse sageli antropogeenseks süsteemiks, kuna just selles vanusevahemikus ilmuvad inimesed.
Süsteemid jagunevad kaheks või kolmeks osaks, mis vastavad varasele, keskmisele ja hilisele ajastule. Osakonnad on omakorda jagatud tasanditeks, mida iseloomustab teatud fossiilse fauna perekondade ja tüüpide olemasolu. Ja lõpuks on etapid jagatud tsoonideks, mis on rahvusvahelise stratigraafilise skaala kõige murdosalisem osa, millele aeg vastab geokronoloogilisel skaalal. Tasandite nimed antakse tavaliselt nende piirkondade geograafiliste nimede järgi, kus see tasand tuvastati; näiteks aldaani, baškiiri, maastrichti lava jne. Samal ajal määrab tsooni kõige iseloomulikum fossiilse fauna tüüp. Tsoon hõlmab reeglina ainult teatud osa piirkonnast ja on välja töötatud lava maardlatest väiksemal alal.
Kõik stratigraafilise skaala jaotused vastavad geoloogilistele lõikudele, milles need jaotused esmakordselt tuvastati. Seetõttu on sellised lõigud standardsed, tüüpilised ja neid nimetatakse stratotüüpideks, mis sisaldavad ainult oma orgaaniliste jäänuste kompleksi, mis määrab antud stratotüübi stratigraafilise mahu. Mis tahes kihtide suhtelise vanuse määramine seisneb uuritud kihtides avastatud orgaaniliste jäänuste kompleksi võrdlemises rahvusvahelise geokronoloogilise skaala vastava jaotuse stratotüübi kivististe kompleksiga, s.o. setete vanus määratakse stratotüübi suhtes. Seetõttu on paleontoloogiline meetod, hoolimata oma olemuslikest puudustest, endiselt kõige olulisem meetod kivimite geoloogilise vanuse määramisel. Näiteks devoni lademete suhtelise vanuse määramine näitab vaid seda, et need maardlad on nooremad kui silur, kuid vanemad kui karbonist. Siiski on võimatu kindlaks teha Devoni lademete moodustumise kestust ja teha järeldust selle kohta, millal (absoluutses kronoloogias) nende lademete kogunemine toimus. Sellele küsimusele saavad vastata ainult absoluutse geokronoloogia meetodid.
Tab. 1. Geokronoloogiline tabel
| Ajastu | Periood | ajastu | Kestus, miljon aastat | Aeg perioodi algusest tänapäevani, miljon aastat | Geoloogilised tingimused | Taimne maailm | Loomade maailm |
| Tsenosoikum (imetajate aeg) | Kvaternaar | Kaasaegne | 0,011 | 0,011 | Viimase jääaja lõpp. Kliima on soe | Puitvormide allakäik, rohtsete vormide õitseng | Inimese vanus |
| Pleistotseen | 1 | 1 | Korduvad jäätumised. Neli jääaega | Paljude taimeliikide väljasuremine | Suurte imetajate väljasuremine. Inimühiskonna sünd | ||
| Tertsiaarne | pliotseen | 12 | 13 | Põhja-Ameerika lääneosas tõusevad jätkuvalt mäed. Vulkaaniline tegevus | Metsade langus. Rohumaade jaotus. Õistaimed; üheiduleheliste areng | Inimese tekkimine ahvidest. Elevandi, hobuste, kaamelite liigid, sarnased tänapäevastele | |
| Miotseen | 13 | 25 | Moodustusid Sierra ja Cascade mäed. Vulkaaniline tegevus USA loodeosas. Kliima on jahe | Imetajate evolutsiooni kulminatsiooniperiood. Esimesed inimahvid | |||
| Oligotseen | 11 | 30 | Mandrid on madalad. Kliima on soe | Metsade maksimaalne jaotus. Üheiduleheliste õistaimede arengu soodustamine | Arhailised imetajad surevad välja. antropoidide arengu algus; enamiku elusate imetajate sugukondade esivanemad | ||
| Eotseen | 22 | 58 | Mäed uhutakse minema. Sisemered puuduvad. Kliima on soe | Mitmekesised ja spetsialiseerunud platsentaimetajad. Kabiloomad ja kiskjad saavutavad haripunkti | |||
| Paleotseen | 5 | 63 | Arhailiste imetajate levik | ||||
| Alpi orogenees (väike fossiilide hävimine) | |||||||
| Mesosoikum (roomajate aeg) | Kriit | 72 | 135 | Perioodi lõpus moodustuvad Andid, Alpid, Himaalaja ja Kaljumäed. Enne seda sisemered ja sood. Kirjakriidi, savikildade sadestumine | Esimesed üheidulehelised. Esimesed tamme- ja vahtrametsad. Gymnospermide arvu vähenemine | Dinosaurused saavutavad oma kõrgeima arengu ja surevad välja. Hammaslinnud on välja suremas. Esimeste kaasaegsete lindude välimus. Arhailised imetajad on tavalised | |
| Yura | 46 | 181 | Mandrid on üsna kõrgel. Madalad mered katavad osa Euroopast ja USA lääneosast | Kaheiduleheliste tähtsus kasvab. Levinud on tsükadofüüdid ja okaspuud | Esimesed hambulised linnud. Dinosaurused on suured ja spetsialiseerunud. Putuktoidulised kukkurloomad | ||
| triias | 49 | 230 | Mandrid on merepinnast kõrgemal. Kuivade kliimatingimuste intensiivne areng. Laialt levinud mandri setted | Gymnospermide domineerimine, juba hakanud vähenema. Seemne sõnajalgade väljasuremine | Esimesed dinosaurused, pterosaurused ja munevad imetajad. Primitiivsete kahepaiksete väljasuremine | ||
| Hertsüünia orogenees (teatud fossiilide hävitamine) | |||||||
| Paleosoikum (iidse elu ajastu) | permi keel | 50 | 280 | Mandrid on tõusnud. Apalatšide mäed tekkisid. Kuivus suureneb. Jäätumine lõunapoolkeral | Klubi sammalde ja sõnajalgade vähenemine | Paljud iidsed loomad on välja suremas. Arenevad loomataolised roomajad ja putukad | |
| Ülemine ja keskmine süsinik | 40 | 320 | Mandrid on alguses madalad. Tohutud sood, kus tekkis kivisüsi | Suured seemnesõnajalgade ja seemnetaimede metsad | Esimesed roomajad. Putukad on tavalised. Muistsete kahepaiksete levik | ||
| Madalam süsinik | 25 | 345 | Kliima on alguses soe ja niiske, hiljem maa kerkimise tõttu muutub jahedamaks | Domineerivad samblad ja sõnajalalaadsed taimed. Gymnosperms levib üha laiemalt | Meriliiliad saavutavad oma kõrgeima arengu. Iidsete haide levik | ||
| devoni | 60 | 405 | Sisemered on väikesed. Maa tõstmine; kuiva kliima areng. Jäätumine | Esimesed metsad. Maataimed on hästi arenenud. Esimesed võimlemisseemned | Esimesed kahepaiksed. Kopsukalade ja haide rohkus | ||
| Silur | 20 | 425 | Laiad sisemered. Madalad alad muutuvad maa tõustes üha kuivemaks | Esimesed usaldusväärsed jäljed maismaataimedest. Domineerivad vetikad | Domineerivad merelised ämblikulaadsed. Esimesed (tiibadeta) putukad. Kalade areng paraneb | ||
| Ordoviitsium | 75 | 500 | Maa märkimisväärne sukeldumine. Kliima on soe, isegi Arktikas | Ilmselt ilmuvad esimesed maismaataimed. Vetikate rohkus | Esimesed kalad olid ilmselt mageveekalad. Korallide ja trilobiitide rohkus. Erinevad karbid | ||
| Kambrium | 100 | 600 | Mandrid on madalad ja kliima on parasvöötme. Kõige iidsemad kivid rohkete kivististega | Merevetikad | Domineerivad trilobiidid ja mitteravitud. Enamiku kaasaegsete loomaliikide päritolu | ||
| Teine suur orogenees (märkimisväärne fossiilide hävitamine) | |||||||
| Proterosoikum | 1000 | 1600 | Intensiivne settimisprotsess. Hiljem – vulkaaniline tegevus. Erosioon suurtel aladel. Mitu jäätumist | Primitiivsed veetaimed - vetikad, seened | Erinevad mere algloomad. Ajastu lõpuks - molluskid, ussid ja muud mereselgrootud | ||
| Esimene suur orogenees (märkimisväärne fossiilide hävitamine) | |||||||
| Arhea | 2000 | 3600 | Märkimisväärne vulkaaniline aktiivsus. Nõrk settimisprotsess. Erosioon suurtel aladel | Fossiile pole. Kaudsed viited elusorganismide olemasolule kivimites orgaanilise aine ladestumise kujul | |||
Kivimite absoluutse vanuse ja Maa eksistentsi kestuse määramise probleem on geoloogide meeli pikka aega vaevanud ning selle lahendamise katseid on tehtud mitmeid kordi, kasutades selleks erinevaid nähtusi ja protsesse. Varased ideed Maa absoluutse vanuse kohta olid uudishimulikud. M. V. Lomonosovi kaasaegne, prantsuse loodusteadlane Buffon, määras meie planeedi vanuseks vaid 74 800 aastat. Teised teadlased andsid erinevaid arve, mis ei ületa 400–500 miljonit aastat. Siinkohal tuleb märkida, et kõik need katsed olid ette määratud läbikukkumisele, kuna need põhinesid protsesside kiiruste püsivusel, mis, nagu teada, muutusid Maa geoloogilises ajaloos. Ja seda alles 20. sajandi esimesel poolel. avanes reaalne võimalus mõõta kivimite, geoloogiliste protsesside ja Maa kui planeedi tõeliselt absoluutset vanust.
| Tabel 2. Absoluutse vanuse määramiseks kasutatavad isotoobid | ||
| Vanem isotoop | Lõpptoode | Poolväärtusaeg, miljard aastat |
| 147 Sm | 143nd+tema | 106 |
| 238U | 206 Pb+ 8 Tema | 4,46 |
| 235U | 208 Pb+ 7 Tema | 0,70 |
| 232 Th | 208 Pb+ 6 Tema | 14,00 |
| 87 Rb | 87 Sr+β | 48,80 |
| 40K | 40 Ar+ 40 Ca | 1,30 |
| 14 C | 14N | 5730 aastat |
Teema: Geoloogiline kronoloogia ja geoloogiline kaart."
Tunni eesmärgid:
korrake teema põhimõisteid: "Litosfäär ja reljeef",
tutvustada maapõue uurivaid teadusi. Kujundada ettekujutust geokronoloogilisest tabelist, anda teadmisi geoloogilisest kronoloogiast.
käsitleda elu bioloogilist evolutsiooni Maal, seda teemat süvendamata, - arendada õpilaste oskusi põhjus-tagajärg seoste loomisel;
jätkata ideede kujundamist interdistsiplinaarsete seoste kohta;
edendada uute infotehnoloogiate abil õpilaste tunnetuslikku aktiivsust ja huvi õpitavate ainete vastu.
Varustus: arvuti, projektor, mineraalide kogu, Venemaa füüsiline kaart, geokronoloogiline tabel, Venemaa tektooniline kaart.
Tundide ajal:
I. Organisatsioonimoment.
II. Ajalooline viide.
Õpetaja. Planeedi kaasaegne reljeef -see on pikaajalise geoloogilise arengu tulemus ja kaasaegsete reljeefi moodustumise protsesside mõju: sisemine (endogeenne) ja välimine (eksogeenne), sealhulgas inimene. Kaasaegse reljeefi erinevuste mõistmiseks peate teadma selle kujunemise geoloogilist ajalugu. Teadus uurib kivimite asukoha põhjal Maa ehitust ja arengulugu -geoloogia . Geoloogid püüdsid aastaid kivimeid uurides määrata Maa vanust. Kuid kuni viimase ajani olid nad edust kaugel. 17. sajandi alguses arvutas Armaghi peapiiskop James Ussher Piibli järgi loomiskuupäeva ja määras selleks aastaks 4004 eKr. e. Kuid ta eksis rohkem kui miljon korda. Tänapäeval usuvad teadlased, et Maa vanus on 4600 miljonit aastat. See on ligikaudu võrdne Päikese ja teiste planeetide vanusega.
Geoloogia jaguneb harudeks:
Ajalooline geoloogia - uurib maakoore struktuuri mustreid geoloogilises ajas.
Geotektoonika - õpetus maakoore ehitusest ja tektooniliste struktuuride tekkest (kurrud, rikked, praod jne)
Paleontoloogia - See on teadus väljasurnud organismidest, mida uuritakse fossiilide, säilinud kõvade skelettide jms kaudu.
Mineraloogia - teadus, mis uurib mineraale.
Petrograafia - teadus, mis uurib kive. Geokronoloogia uurib kivimite vanust, kestust ja moodustumise järjestust.
Geokronoloogiline meetod – põhineb settekivimite järjestuse uurimisel.
– Mida nimetatakse settekivimiteks?
- Selgitage settekivimite tekkemehhanismi (Ilmastikutingimuste mõjul kivimid hävivad, jõed kannavad oma killud järvedesse ja meredesse, kus kogunevatest setetest tekivad settekivimid.
)
- Too näiteid. (Kuva näidised)
III. Uue materjali selgitus.
Õpetaja.
Maa vanust uurides koostasid nad Maa kalendri. Maa ajalugu on jagatud pikkadeks perioodideks -ajastu.
Ajad jagunevadperioodid
, perioodidajastu
, ajastud – seessajandil
.
(Kirjutage märkmikusse)
Kreeka päritolu ajastute nimed:Arhean
- Vanim,Proterosoikum
- vara,Paleosoikum
- iidne,mesosoikumi-
keskmine,Tsenosoikum
- uus. Kivimite geoloogilise vanuse määramise põhjal koostavad teadlased geokronoloogilised tabelid. Selliste tabelite lugemine algab kivide tekkides alt. Oma tunnis koostame tabeli, kuhu sisestame olulisemad geoloogilised sündmused, mineraalid ning jälgime elu arengu peamisi etappe ja keemilise evolutsiooni etappe.(Uue materjali õppimise ajal tabeli täitmine)
Õpetaja. Protoplanetaarne staadium – Universumi tekkimine. Iga elektron, mis püüdis läheneda suure energiaga prootonile, paiskus sellega kokkupõrke tagajärjel kohe minema. Kuid aeg töötas kiirguse vastu. Paisumine jahutas universumit ja prootonid kaotasid järk-järgult oma energiat, kuna pidid täitma üha rohkem ruumi. Umbes miljoni aasta pärast langes temperatuur 4000 C-ni, mis võimaldas juba tuumadel elektrone orbiitidel hoida. Just selles universumi arenguetapis tekkisid aatomid. Mitme tuhande aasta jooksul asusid elektronid vesiniku tuumade ümber tiirlema. Planeet Maa tekkis tolmu, gaasi ja kõvemate osakeste tükkidest. Sellesse trombi sattusid sageli meteoriidid, mis tõstis noore planeedi temperatuuri. Tasapisi hajus meteoriitide parv laiali ja algas vulkanismi ajastu. Vulkaanide pursanud laava tahkus ja tekkis Maa esmane välimus.
Õpetaja. Eelkambriumi periood . Geoloogias moodustub sel perioodil esmane maakoor, mis kasvab vulkanismi ja settekivimite protsessis. Nii tekkisid suured platvormid. Elu eelkambriumi perioodil muutus geoloogiliseks teguriks – elusorganismid muutsid maakoore kuju ja koostist, moodustades selle ülemise kihi – biosfääri.
Küsimused.
– Nimetage ja näidake neid kaardil.
– Millele need reljeefselt vastavad?(Vene ja Lääne-Siberi tasandikud)
Platvormide vundamendid koosnevad tard- ja moondekivimitest.
– Milliseid kivimeid nimetatakse tard- ja moondekivimiteks? Too näiteid.(Gneissid, graniidid, kvartsiidid - kollektsiooni mineraalide väljapanek)
Eelkambriumi perioodil moodustusid Siberi platvormi lõunaosas kurrutatud alad.
– Kuidas nimetatakse volditud piirkondi?
– Kuidas need moodustuvad?
– Millele need reljeefselt vastavad? Nimetage need ja näidake neid kaardil.(Baikali piirkonna mäed ja Transbaikalia)
Eelkambriumi mineraale iseloomustab kõrge maagisisaldus (magnetiline rauamaak, punane rauamaak, vaskpüriit, plii läige – mineraalide väljapanek).
Õpetaja. Paleosoikum . Paleosoikumi ajastul tekkisid litosfääriplaatide kokkupõrke tagajärjel maismaamäed. Loomad on oma päritolust peale sõltunud taimedest, mis varustavad neid hapnikuga ja seisavad toidupüramiidi põhjas. Rääkige meile loomadest ja taimedest, mis tekkisid paleosoikumi ajastul.
– Tehke kaardi järgi kindlaks, millised mäed sel perioodil tekkisid?(Uurali mäed, Altai, lääne- ja ida-sajanid) . Selle perioodi taimestiku ja metsloomade rohkuse tulemusena moodustub nafta, kivisüsi ja soolad. Süsinik- ja Permi söed moodustavad 40% Maa söevarudest.
Mineraalide väljapanek.
Õpetaja. Mesosoikumi ajastu. Määrake tektoonilise kaardi abil territooriumid, mille kujunemine toimus mesosoikumi ajastul?(Sikhote-Alini mäed; Tšerski ja Verhojanski mäed). See on roomajate ja võimlevate seemnete ajastu. Roomajad on asustanud kogu maa ja mere, mõned on kohanenud lennuga. Dinosaurustest said maa täielikud "meistrid".
– Nimeta mesosoikumi ajastu mineraalid.(Kuld, tsink, arseen, hõbe, tina, volfram ja teised)
Need mineraalid tekkisid aktiivsete tektooniliste liikumiste tulemusena. Praegu on nende territooriumide reljeefi mitmekesisus geoloogilise ajaloo tulemus.
Osa ookeaniplaadist vajus põhja ja üksikud plokid tõusid, moodustades seejärel platvormid. Sooja ja niiske kliima ning suure biomassi tingimustes tekkisid söemaardlad. Suurim Zyryansky söebassein, kihtide paksus on 700-800 meetrit(näita kaardil).
Õpetaja. Tsenosoikumi ajastu. Kainosoikumi ajastu algusega hakkasid Laurasia ja Gondwana mandrid "eralduma", moodustades uusi mandreid. Samal ajal litosfääri plaadid liikusid ja põrkasid üksteisega kokku. Nii tekkisid voldid, s.o. mäeahelikud.
Kainosoikumi ajastul toimus Venemaal voltimine Alpide-Himaalaja ja Vaikse ookeani vööndites. See vastab Põhja-Kaukaasiale (joon. 67, 68), kus kasvavad mäed, mida tõendavad vulkanism ja maavärinad. Siin on Euraasia ja Aafrika-Araabia litosfääri plaatide kokkupõrke piir. Vaikse ookeani vööle vastavad Kuriili saared ja Kamtšatka (joon. 69,70). Mandri maakoore munemine siin jätkub, nii et täheldatakse maavärinaid, geisereid ja vulkanismi.
Küsimused:
– Näidake kaardil Kuriili saari ja Kamtšatka poolsaart.
– Nimetage Venemaa suurim vulkaan.
– Näidake Kaukaasia mägesid ja Venemaa kõrgeimat tippu.
Maavarade hulka kuuluvad fosforiidid, pruunsüsi, boksiidid, teemandid ja vääriskivid.
Kvaternaariperioodil algab jäätumine. Sel perioodil toimub temperatuuri tõus ja langus vaheldumisi. Venemaal on kolm liustikku: Oka, Dnepri ja Valdai. Viimane jääajajärgne ajastu kestab 10 tuhat aastat.Tsenosoikum - õistaimede, lindude ja imetajate ajastu.
Konsolideerimine.
Teadust, mis uurib Maa ehitust ja arengulugu nimetatakse...(geoloogia ).
Maakoore ehituse ja selle liikumiste õpetust nimetatakse - ... (geotektoonika )
Geoloogia haru, mis tegeleb kivimite vanuse, kujunemise kestuse ja järjestuse uurimisega...(geokronoloogia )
Pikimad ajaperioodid Maa geoloogilises ajaloos on...(ajastu )
Kõige vanem ajastu on…(Arhean )
Elame uue elu ajastul...(Tsenosoikum )
Tabelit, mis sisaldab teavet ajastute ja perioodide järjestikuse muutumise, olulisemate geoloogiliste sündmuste ja eluea arenguetappide kohta, nimetatakse ...(geokronoloogiline )
Leidke tabeli abil periood, mil iidne jäätumine toimus (kvaternaarne või inimtekkeline )
Kõige iidsemat mäemoodustist nimetatakse (Baikali voltimine )
Noorimad mäed tekkisid aastal...(alpine ) voltimine.
Tunni kokkuvõte.
– Milliseid Maa arenguetappe oleme tuvastanud?
– Kuidas on Maa välimus 4,6 miljoni aasta jooksul muutunud?
– Millised protsessid kujundasid Maa välimust?
– Mis juhtus elusorganismidega sel ajal?
– Millised on teie muljed elu arengust Maal?
Kodutöö: punkt 11, lõpeta tabel ja õpi seda.
Mõiste geoloogilised teabeallikad tähistab materjaliproove ja teavet, mis võimaldab hinnata ajaloolisi andmeid ja koostada üksikasjalik geoloogiline plaan. Teabeallikate hulka kuuluvad:
- Fossiilide kaardid - need sisaldavad üksikasjalikku teavet maardlate lokaliseerimise, olemasolevate mustrite ja paljutõotavate arenduspiirkondade kohta. Kõikidel geoloogilistel kaartidel on mõõtkava, mille suurusest nad eristavad: ülevaatlikud territoriaalsed kaardid, mis kajastavad teavet kontinentide, osariikide jms kohta;
Keskmise mõõtkavaga kaardid - salvestavad üksikute piirkondade territoriaalsed omadused, näiteks Altai, Kaukaasia jne; väikesemahulised kaardid – piirkondlikud andmed või väikeriikide geoloogiline teave.
Suhteline kronoloogia
2. Ordoviitsium – selgroogsed;
3. Silur – maismaataimed;
2. Yura - esimesed linnud;
1. Paleogeen – esimesed õied;
Absoluutne kronoloogia
Puurõngaid leidub setetest moodustunud kivimites. Uuritavatel aladel arvestatakse hooajalisi maardlaid. Suvel moodustab settekihi liivakivi ja see on paksem. Talvel, kui kivide liikumine on vähem intensiivne, settivad muda ja savi. Kihi vanuse määrab savi- ja liivakihtide arv. Täpsete andmete saamiseks ei tohiks settemeetodi kasutamisel miski kivimite kuhjumise protsessi segada. Kui rütm on häiritud ja protsess katkeb, võivad andmed olla moonutatud. Teiseks selle meetodi piiranguks on uurimisperiood, mis on võimatu määrata kivimi vanust, mis on vanemad kui mitukümmend tuhat aastat.
Kiirgusdateerimise meetod põhineb kivimi sees olevate radioisotoopide lagunemiskiiruse arvestamisel. Idee kasutada taustkiirgust geoloogilise tööriistana pakkus välja P. Curie 1902. aastal. Tehnika eeliseks on asjaolu, et radioaktiivsete osakeste lagunemiskiirus on konstantne, mida ei mõjuta kliima ega muud tegurid. Põhimõtteliselt koosneb kiirgusdateerimise meetod paljudest meetoditest, eelkõige: uraan-plii, rubiidium-strontsium, kaalium-argoon, plii-isotoop, samarium-neodüüm, radiosüsinik. Metoodika põhineb looduslikel füüsikalistel protsessidel, mis põhjustavad õhulämmastiku muutumist radioaktiivseks sademeks lagunemisajaga 5,57 tuhat aastat.
Meetodit kasutatakse turba, puidu ja muude süsinikku sisaldavate koostiste dateerimiseks. Metoodika alusel selgitati välja iga olemasoleva ajastu kestus ning määrati nendesse kuuluvate perioodide piirid. Geoloogilised teabeallikad Mõiste "geoloogilised teabeallikad" tähistab materjaliproove ja teavet, mis võimaldab hinnata ajaloolisi andmeid ja koostada üksikasjalik geoloogiline plaan. Teabeallikate hulka kuuluvad:
- Andmed maavaramaardlate kohta - nende maht, asukoht, tekketingimused ja kaevandamisviisid;
- Faktiline materjal – pinnaseproovid jms;
- Geoloogiliste objektide kohal tehtud mõõtmiste aruanded;
- Tabelid, aruanded, graafikud, kaardid ja muu analüütiline materjal;
- Teave maavarade uurimise ja kaevandamise kulude kohta.
Kõnealuse teabe kõige kättesaadavamaks allikaks peetakse geoloogilisi kaarte.
Geoloogiline kaart on graafiline andmete kompleks, mis kajastab omadusi ja struktuuri teatud tsooni piirides või planeedi mõõtkavas. Kaardil kajastatud andmetel on oma sümbolid ja need on joonistatud spetsiaalsete sümbolite abil. Geoloogiline kaart kajastab teavet Maa pinnal olevate kivimite paljandite vanuse, suuruse, koostise ja tingimuste kohta.
Geoloogiliste kaartide põhjal saab teha järeldusi mineraalide akumuleerumise ja leviku mustrite kohta nii ühel territooriumil kui ka kogu planeedil. Kaardil sisalduv info võimaldab hinnata ja jälgida maakoore tekkeetappe.
Kaartide koostamiseks kasutatakse geoloogilistel uurimisretkedel saadud andmeid, teoreetilise materjali analüüsimisel jne. Sõltuvalt kaartide eesmärgist ja sisust eristatakse järgmisi tüüpe:
- Stratigraafilised geoloogilised kaardid – hõlmavad perioodi kuni kvaternaari kivimiteni. Materjalid ei avalda teavet mandrisetete kohta, erandiks võib olla nende märkimisväärne paksus või teadmiste puudumine aluskivimite kohta. Kaardil kuvatakse sümboolselt päritolu, koostis, vanus, esinemistingimused ja piiritlemise tunnused;
- Kvaternaari setete kaardid – kuvab Kvaternaari kivimid jagatud vanuse, koostise ja tekke järgi. Materjali uurides saab näha jäätumise staadiume, liustikukivimite paiknemist ja levikut, merelisi regressioone ja transgressioone;
- Litograafiakaardid - kajastavad teavet Kvaternaari tasandist allpool asuvate pinnapaljandite või kivimite matmistingimuste ja koostise kohta;
- Geomorfoloogilised kaardid - teavitavad peamistest reljeefitüüpidest või üksikutest elementidest, võttes arvesse nende päritolu ja vanust;
- Tektoonika kaardid - näitavad maakoore struktuurikomponentide vorme, tingimusi ja tekkeaega;
- Hüdrogeoloogiline kaart - näitab teavet maa-aluste veehoidlate koostise ja režiimide, põhjaveekihtide, vee esinemise tingimuste kohta;
- Tehnilis-geoloogilised kaardid - näitavad kivimite omadusi ja geodünaamilisi nähtusi;
- Fossiilide kaardid - need sisaldavad üksikasjalikku teavet maardlate lokaliseerimise, olemasolevate mustrite ja paljutõotavate arenduspiirkondade kohta.
Kõikidel geoloogilistel kaartidel on mõõtkava, mille suurusest nad eristavad: ülevaatlikud territoriaalsed kaardid, mis kajastavad teavet kontinentide, osariikide jms kohta; Keskmise mõõtkavaga kaardid - salvestavad üksikute piirkondade territoriaalsed omadused, näiteks Altai, Kaukaasia jne; väikesemahulised kaardid – piirkondlikud andmed või väikeriikide geoloogiline teave.
Suhteline kronoloogia
Geoloogiliste sündmuste kronoloogiline jada kajastub ühtses, süstematiseeritud ja rahvusvaheliselt tunnustatud geokronoloogilises tabelis või mõõtkavas. See materjal näitab arenguperioodide kestust ja ajastute kestust ning nende järjestust.
Skaala järgi eristatakse viit ajastut, need on: Arhea - 1800 miljonit (bakterid, vetikad); Proterosoikum – 2000 miljonit (esimesed mitmerakulised organismid); Paleosoikum – 330 miljonit; mesosoikum – 165 miljonit; Kainosoikum – 70 miljonit
Geoloogiline ajastu määratleb orgaanilise maailma ja maakoore ühe elu- ja arenguetapi. Ajad, alates paleosoikumist, jagunesid perioodideks. Kokku on 12 perioodi:
- Paleosoikumis:
1. Kambrium – mere selgrootud asukad;
2. Ordoviitsium – selgroogsed;
3. Silur – maismaataimed;
4. Devon – kalad ja kahepaiksed;
5. Karbon – kahepaiksed, sõnajalad;
- Mesosoikumis:
- Kainosoikumis:
1. Triias – esimesed imetajad;
2. Yura - esimesed linnud;
3. Kriit – suurte roomajate surm, lindude ja imetajate domineerimine.
1. Paleogeen – esimesed õied;
2. Neogeen - lillede, imetajate ja lindude areng ja laialdane levik;
3. Antropotseen – inimese teke ja areng.
Erinevate ajaühikute suhet tähistatakse geoloogilisi sündmusi arvestades terminiga suhteline geokronoloogia. Metoodika põhineb litostratigraafial – sarnase koostise ja tunnustega kihtide võrdlusel põhinev stratigraafiline analüüs.
Litostratigraafia on tavapäraste ajaperioodide tuvastamise ja jagamise tehnika. Võimalus jälgida ja hinnata superpositsioonide suhtelist järjestust ning seostada seotud sündmusi tekkis 17. sajandil. Jada olemasolu kinnitava seaduse sõnastas Nikolaus Steno 1669. aastal. Tema oli see, kes määras kalju sügavuse ja selle vanuse vahelise seose. Samuti tuvastati stratigraafiline katkestus – kihtide järjestuse rikkumine.
Vaatamata Steno seaduse tunnustatud tähtsusele piiravad seda põhimõtet mitmed tunnused. Põhimõte on asjakohane madala tektoonilise aktiivsusega piirkondade jaoks, millel on iseloomulik horisontaalne kihtide moodustumine. Kui kihte tektooniliste nähtuste tagajärjel kokku suruda ja segada, on Steno meetodil saadud andmed ebatäpsed. Sel juhul kasutatakse paleontoloogilisi meetodeid, mis uurivad fossiile ja määravad kivimite vanuse bioloogilise materjali jäänuste põhjal. Evolutsiooniline analüüs võimaldab täpsemalt määrata suhtelist vanust ja seda võetakse aluseks.
Absoluutne kronoloogia
Absoluutne kronoloogia on meetod, mis võimaldab määrata kivimi vanust mitmeaastase täpsusega.
Seda tüüpi kronoloogia töötab kahte tüüpi meetoditel: setteradioloogiline.
Esimesel juhul võetakse arvesse sademete kogunemise kiirust, meetodil on teine nimi - hooajaline-klimaatiline. Kõigil Maal elavatel olenditel on loomulikud mehhanismid eluperioodide registreerimiseks, silmatorkav näide on puurõngad. Kliimamuutustest ja aja kulgemisest sõltuvad moodustised võimaldavad määrata uuritava objekti vanust.
Puurõngaid leidub setetest moodustunud kivimites. Uuritavatel aladel arvestatakse hooajalisi maardlaid. Suvel moodustab settekihi liivakivi ja see on paksem. Talvel, kui kivide liikumine on vähem intensiivne, settivad muda ja savi. Kihi vanuse määrab savi- ja liivakihtide arv.
Täpsete andmete saamiseks ei tohiks settemeetodi kasutamisel miski kivimite kuhjumise protsessi segada. Kui rütm on häiritud ja protsess katkeb, võivad andmed olla moonutatud. Teiseks selle meetodi piiranguks on uurimisperiood, mis on võimatu määrata kivimi vanust, mis on vanemad kui mitukümmend tuhat aastat.
Kiirgusdateerimise meetod põhineb kivimi sees olevate radioisotoopide lagunemiskiiruse arvestamisel. Idee kasutada taustkiirgust geoloogilise tööriistana pakkus välja P. Curie 1902. aastal. Tehnika eeliseks on asjaolu, et radioaktiivsete osakeste lagunemiskiirus on konstantne, mida ei mõjuta kliima ega muud tegurid.
Põhimõtteliselt koosneb kiirgusdateerimise meetod paljudest meetoditest, eelkõige: uraan-plii, rubiidium-strontsium, kaalium-argoon, plii-isotoop, samarium-neodüüm, radiosüsinik. Metoodika põhineb looduslikel füüsikalistel protsessidel, mis põhjustavad õhulämmastiku muutumist radioaktiivseks sademeks lagunemisajaga 5,57 tuhat aastat.
Meetodit kasutatakse turba, puidu ja muude süsinikku sisaldavate koostiste dateerimiseks. Metoodika alusel selgitati välja iga olemasoleva ajastu kestus ning määrati nendesse kuuluvate perioodide piirid.