Chronologia geologiczna. Główne etapy historii geologicznej Ziemi

Uważa się, że Ziemia potrzebowała 7 miliardów lat, aby stać się tym, co znamy i widzimy dzisiaj. Przez cały okres swojego istnienia nasza planeta zgromadziła niezliczone tajemnice, zwłaszcza dotyczące jej pierwotnej formacji. Naukowcy z całego świata, badając skorupę ziemską, zbierają informacje o wszelkiego rodzaju znaczących zmianach, jakie kiedykolwiek zaszły na powierzchni Ziemi. Dane takie są sortowane w porządku chronologicznym i nazywane są chronologią geologiczną.

Geneza i rozwój

W czasach, gdy dominowały nauki religijne o boskim akcie, który przyczynił się do powstania Ziemi, pojawiła się także opinia o młodym wieku naszej planety i całego Wszechświata (wierzono, że powstały one jednocześnie w ciągu dosłownie dwa dni około 6 tysięcy lat temu). Pomysł ten został bezwarunkowo zaakceptowany przez starożytnych ludzi przed pojawieniem się i szybkim rozwojem takich nauk ścisłych, jak astronomia, chemia i fizyka.

Z biegiem czasu starożytni myśliciele i naukowcy renesansu wyrazili swój własny, bardziej realistyczny punkt widzenia na temat powstania Ziemi. Według ich założeń, opartych na wszechstronności zmian powierzchni i wnętrza planety, historia jej istnienia znacznie przekracza 6 tysięcy lat. Współcześni naukowcy z całego świata doszli do wniosku, że Ziemia ostatecznie powstała ponad cztery miliardy lat temu. Warto zaznaczyć, że nie wszyscy zgadzają się z tym stwierdzeniem, gdyż uważają, że jest to liczba zbyt wysoka.

Planeta Ziemia BC

Ta tymczasowa koncepcja stała się sławna za sprawą Czcigodnego Bedy, benedyktyńskiego mnicha. W swoich traktatach używał wyrażeń „AD” i „BC”, po czym od 731 r. większość krajów Europy Zachodniej przeszła na kalendarz z tym odliczaniem. Zmiany te dotknęły także chronologię geologiczną, która dzieli się na dwa nierówne okresy. Pierwsza, starożytna część, dominowała na planecie znacznie dłużej niż druga, ponieważ w tym czasie miały miejsce narodziny i rozwój przyrody od najmniejszych organizmów żywych po ogromne oceany.

Ziemia przeszła długotrwałe i ogromne zmiany, aby stworzyć współczesnemu człowiekowi jak najbardziej komfortowe warunki życia. Długoterminowe badania skorupy ziemskiej dały naukowcom możliwość ogólnego zrozumienia powstawania naszej planety jako całości i pochodzenia życia.

Prekambryjski

Tabela geochronologiczna zaczyna się od eonu prekambryjskiego, który istniał na Ziemi od 4,5 miliarda do 600 milionów lat temu. W tym okresie miało miejsce przede wszystkim ukształtowanie skorupy ziemskiej, a później wody i lądu. Aktywna aktywność wulkaniczna występowała przez cały eon.

Katarhey

Okres ten jest często klasyfikowany jako jedna z trzech części prekambru. Jest to prawdopodobnie błędne przekonanie, ponieważ Catarchaean Eon nie ma praktycznie nic wspólnego ze swoim poprzednikiem. W tym czasie nie było żadnych przejawów aktywności wulkanicznej, zamiast tego na powierzchni Ziemi dominowała zimna pustynia.

W eonie katarcheskim doba liczyła tylko sześć godzin. Okresowi temu dość często towarzyszyły trzęsienia ziemi, które spłaszczyły krajobraz. W tym czasie terytorium Ziemi pokrywał regolit – ciemnoszara substancja pierwotna.

Archeony

Autorem tego terminu w 1872 roku był jeden z amerykańskich naukowców. Archaik różni się od Catarcheanu wyglądem erozji i dużą liczbą wulkanów. W eonie archaiku, który trwał 2,5 miliarda lat, na naszej planecie rozpoczął się proces ewolucji.

Pomimo tego, że nadal nie było atmosfery, pojawiły się bakterie beztlenowe, które istniały przy braku tlenu. W wyniku działalności pierwszych organizmów żywych powstały naturalne minerały, takie jak siarka, żelazo, nikiel i grafit.

Proterozoik

Wydarzenia geologiczne tego eonu naznaczone są powstawaniem gór z tzw. Z czasem zamieniły się one w małe wzgórza. Skały proterozoiczne były bogate w żelazo, rudy i metale nieżelazne. Jeśli chodzi o powstawanie życia, ten eon charakteryzuje się pojawieniem się prostych mikroorganizmów, grzybów i glonów. Koniec proterozoiku przyniósł pojawienie się mięczaków i robaków.

Z kolei proterozoik obejmuje trzy epoki długoterminowe:

Pod koniec paleoproterozoiku w atmosferze wystąpiło stężenie tlenu na współczesnym poziomie.

W mezoproterozoiku, który składa się z potasu, ektazji i stenii, glony i bakterie osiągają swój szczytowy rozwój. Proterozoik różni się od innych epok najzimniejszym okresem, podczas którego lód pokrywał większość Ziemi.

Neoproterozoik obejmuje trzy etapy: toński, kriogeniczny i ediakarowy. charakteryzuje się utworzeniem pierwszego kontynentu - Rodinii, której płyty wkrótce ponownie się rozeszły.

Fanerozoik

Ten eon uzupełnia tabelę geochronologiczną. Fanerozoik wyróżnia się wyraźnym okresem pojawienia się dużej liczby organizmów żywych o szkieletach mineralnych. Poprzedni eon proterozoiczny nazywany jest eonem ukrytym, gdyż nie natrafiono na żadne ślady rozwijającego się w tym czasie życia.

W okresie fanerozoiku miały miejsce wydarzenia na dużą skalę, takie jak eksplozja kambryjska (około 540 milionów lat temu), a także 5 największych wymierań istot żywych w całej historii Ziemi.

Epoki fanerozoiku

Pierwsza z trzech części fanerozoiku nazywa się paleozoikiem. Uważana jest za epokę starożytnego życia i dzieli się na siedem etapów:

. Kambr charakteryzuje się utworzeniem klimatu umiarkowanego. Chronologie geologiczne tego okresu charakteryzują się brakiem jakichkolwiek zmian w krajobrazie, zamiast tego następuje pojawienie się współczesnych gatunków zwierząt.

. Ordowik. W tym czasie ciepły klimat rozprzestrzenił się na całym świecie, w tym na Antarktydzie. Odnotowuje się również znaczne osiadanie gruntu i pojawienie się ryb.

. sylur charakteryzuje się powstawaniem mórz śródlądowych i suchych nizin.

. Devon charakterystyczne dla czasu pojawienia się lasów i pierwszych płazów.

. Dolny karbon charakteryzuje się znacznym rozmieszczeniem rekinów i paproci.

.Górny i środkowy węgiel.

. permski- czas wyginięcia większości starożytnych zwierząt.

Mezozoik- druga część eonu fanerozoiku, która obejmuje trzy okresy: trias, kredę i jurę. Okres ten charakteryzuje się pojawieniem się, rozwojem i wyginięciem dinozaurów i ptaków zębatych. Chronologia geologiczna mezozoiku charakteryzuje się pokryciem terytorium Ameryki Zachodniej i części Europy płytkimi morzami. W tym okresie na Ziemi powstały pierwsze lasy klonowe i dębowe.

Trzecia część eonu fanerozoiku nazywana jest kenozoikiem, czyli czasem ssaków. Z kolei era nowego życia dzieli się na dwa etapy:

. Trzeciorzędowy. Początek tego okresu charakteryzuje się ciepłym klimatem, rozwojem drapieżników i zwierząt kopytnych, a jednocześnie wymieraniem starożytnych ssaków. Lasy rozprzestrzeniły się tak daleko, jak to możliwe, na całej planecie. Małpy pojawiły się około 25 milionów lat temu. Nieco później, w epoce pliocenu, pojawili się pierwsi ludzie.

. Czwartorzędowy etap obejmuje cztery epoki lodowcowe. W tym czasie zniknięcie dużych ssaków i pojawienie się społeczeństwa ludzkiego. Pod koniec czwartej epoki lodowcowej klimat uzyskał obecną formę. Od etapu czwartorzędowego prymat człowieka jest mocno ugruntowany na całym terytorium Ziemi i trwa aż do chwili obecnej.

Ważne jest, aby znać czas powstania skał i chronologiczną sekwencję wydarzeń geologicznych.

Źródłem informacji o rozwoju Ziemi w czasie są przede wszystkim osady, które w zdecydowanej większości powstały w środowisku wodnym i dlatego zalegają warstwowo.

Im głębiej warstwa leży od powierzchni ziemi, tym wcześniej powstała, a zatem jest starsza w stosunku do każdej warstwy położonej bliżej powierzchni i młodszej. Pojęcie wieku względnego, które stanowiło podstawę geochronologii względnej, opiera się na tym prostym rozumowaniu.

Wiek względny skał można łatwo ustalić w przypadku poziomego występowania warstw. Na przykład w przybrzeżnym klifie warstwy piasku, gliny i wapienia można łatwo rozróżnić od góry do dołu. Najstarszą skałą będzie tutaj wapień, następnie utworzyła się warstwa gliny, a najmłodszą warstwa piasku. Jeśli inna wychodnia w pobliżu odkryje tę samą sekwencję skał (od dołu do góry: wapień, glina, piasek), możemy założyć, że te same warstwy są w tym samym wieku.

Jednak porównanie skał pod względem składu jest skuteczne tylko w przypadku łączenia skał na krótkich dystansach. Wiele skał różniących się wiekiem ma podobny skład, i odwrotnie, skały w tym samym wieku, ale powstałe w różnych warunkach, będą się różnić składem. Dlatego najbardziej wiarygodnym określeniem wieku względnego są szczątki organizmów roślinnych i zwierzęcych – skamieliny zachowane w skałach. Osady tego samego wieku, jeśli powstały w podobnych warunkach, zawierają podobne lub identyczne skamieniałości. Dzięki temu możliwe jest porównanie warstw tego samego wieku, jeżeli mają różny skład i są zlokalizowane w różnych rejonach Ziemi.

Najdłuższe przedziały czasowe w geochronologii względnej to eony; eony dzielą się na epoki, epoki na okresy, okresy na epoki, epoki na stulecia itd. W ciągu czasu równego eonowi nagromadziła się grubość skał osadowych odpowiadająca eonotemowi, w epoce - eratemie, w okresie - systemowi, w epoce - podziałowi, w ciągu stulecia - scenie, itp.

W odróżnieniu od geochronologii względnej, geochronologia absolutna służy do pomiaru czasu geologicznego w jednostkach astronomicznych – latach. Wyróżnia się dwie grupy metod określania wieku bezwzględnego: sezonowo-klimatyczne i radiologiczne. Metody sezonowo-klimatyczne mają zastosowanie do skał posiadających sezonowe uwarstwienie i sprowadzają się do liczenia warstw sezonowych. Metody radiologiczne (izotopowe) polegają na określaniu wieku minerałów poprzez rozpad izotopów promieniotwórczych, które w niewielkich ilościach wchodzą w skład sieci krystalicznej wielu minerałów. Ponieważ proces rozkładu zachodzi ze stałą szybkością, wyniki oznaczeń są niezależne od określonych warunków środowiskowych. Najczęściej do datowania bezwzględnego wykorzystuje się 235 U, 40 K, 87 Rb, 147 Sm, 14 C. Ponadto dodatkową metodą geochronologicznego podziału skał są badania paleomagnetyzmu, na podstawie których wyznacza się paleomagnetyczną skalę czasu skompilowany. Metody izotopowe i paleomagnetyczne są szczególnie ważne w określaniu wieku skał magmowych i metamorficznych.

Chronologia geologiczna, czyli geochronologia, opiera się na wyjaśnieniu historii geologicznej najlepiej zbadanych regionów, takich jak Europa Środkowo-Wschodnia. W oparciu o szerokie uogólnienia, porównanie historii geologicznej różnych rejonów Ziemi, wzorce ewolucji świata organicznego, pod koniec ubiegłego wieku, na pierwszych Międzynarodowych Kongresach Geologicznych, opracowano i przyjęto Międzynarodową Skalę Geochronologiczną, odzwierciedlającą sekwencja podziałów czasu, w czasie których powstały pewne kompleksy osadów i ewolucja świata organicznego. Międzynarodowa skala geochronologiczna jest zatem naturalną periodyzacją historii Ziemi.

Do podziałów geochronologicznych zalicza się: eon, epokę, okres, epokę, wiek, czas. Każdemu podziałowi geochronologicznemu odpowiada zespół osadów, identyfikowany zgodnie ze zmianami w świecie organicznym i nazywany stratigraficznym: eonotem, grupa, system, dział, etap, strefa. Zatem grupa jest jednostką stratygraficzną, a odpowiadająca jej jednostka geochronologiczna to era. Dlatego istnieją dwie skale: geochronologiczna i stratigraficzna. Pierwszego używamy, gdy mówimy o względnym czasie w historii Ziemi, a drugiego, gdy mamy do czynienia z osadami, ponieważ pewne zdarzenia geologiczne miały miejsce w każdym miejscu globu i w dowolnym czasie. Inną rzeczą jest to, że akumulacja opadów nie była powszechna.

Eonotemy archaiku i proterozoiku, obejmujące prawie 80% istnienia Ziemi, zalicza się do kryptozoików, ponieważ w utworach prekambryjskich całkowicie brakuje fauny szkieletowej, a metoda paleontologiczna nie ma zastosowania do ich rozbioru. Dlatego podział utworów prekambryjskich opiera się przede wszystkim na ogólnych danych geologicznych i radiometrycznych.
Eon fanerozoiku obejmuje zaledwie 570 milionów lat, a podział odpowiedniego eonotemu osadów opiera się na szerokiej gamie licznej fauny szkieletowej. Eonotem fanerozoiku dzieli się na trzy grupy: paleozoik, mezozoik i kenozoik, odpowiadające głównym etapom naturalnej historii geologicznej Ziemi, których granice wyznaczają dość ostre zmiany w świecie organicznym.

Nazwy eonotemów i grup pochodzą od greckich słów:

„archeos” – najstarszy, najstarszy;
„proteros” - pierwotny;
„paleos” - starożytny;
„mesos” – średnia;
„kaino” – nowość.

Słowo „kryptos” oznacza ukryte, a „fanerozoik” oznacza oczywiste, przejrzyste, ponieważ pojawiła się fauna szkieletowa.
Słowo „zoy” pochodzi od „zoikos” – życie. Dlatego „era kenozoiczna” oznacza epokę nowego życia itp.

Grupy dzielą się na systemy, których złoża powstały w jednym okresie i charakteryzują się jedynie własnymi rodzinami lub rodzajami organizmów, a jeśli są to rośliny, to rodzajami i gatunkami. Od 1822 r. identyfikowano systemy w różnych regionach i w różnym czasie. Obecnie rozpoznaje się 12 systemów, których większość nazw pochodzi od miejsc, w których zostały po raz pierwszy opisane. Na przykład system jurajski – z gór jurajskich w Szwajcarii, perm – z prowincji Perm w Rosji, kreda – z najbardziej charakterystycznych skał – biała kreda do pisania itp. Układ czwartorzędowy nazywany jest często układem antropogenicznym, ponieważ w tym przedziale wiekowym pojawia się człowiek.

Systemy są podzielone na dwie lub trzy części, które odpowiadają epoce wczesnej, środkowej i późnej. Działy z kolei podzielone są na poziomy, które charakteryzują się obecnością określonych rodzajów i typów fauny kopalnej. I wreszcie etapy podzielone są na strefy, które stanowią najbardziej ułamkową część międzynarodowej skali stratygraficznej, której czas odpowiada w skali geochronologicznej. Nazwy poziomów są zwykle podawane poprzez nazwy geograficzne obszarów, na których ten poziom został zidentyfikowany; na przykład etapy ałdanskie, baszkirskie, mastrychckie itp. Jednocześnie strefę wyznacza najbardziej charakterystyczny typ fauny kopalnej. Strefa z reguły obejmuje tylko pewną część regionu i jest zagospodarowana na obszarze mniejszym niż utwory etapu.

Wszystkie podziały skali stratygraficznej odpowiadają przekrojom geologicznym, w których po raz pierwszy zidentyfikowano te podziały. Dlatego takie przekroje są standardowe, typowe i nazywane są stratotypami, które zawierają jedynie własny kompleks szczątków organicznych, który określa objętość stratygraficzną danego stratotypu. Określenie wieku względnego dowolnych warstw polega na porównaniu odkrytego kompleksu szczątków organicznych w badanych warstwach z zespołem skamieniałości w stratotypie odpowiedniego podziału międzynarodowej skali geochronologicznej, tj. wiek osadów określa się w zależności od stratotypu. Dlatego metoda paleontologiczna, mimo swoich nieodłącznych wad, pozostaje najważniejszą metodą określania wieku geologicznego skał. Określenie względnego wieku np. utworów dewonu wskazuje jedynie, że są to utwory młodsze od syluru, ale starsze od karbonu. Nie da się jednak ustalić czasu powstawania osadów dewonu i wyciągnąć wniosków, kiedy (w chronologii absolutnej) nastąpiła akumulacja tych osadów. Odpowiedzi na to pytanie mogą udzielić jedynie metody geochronologii absolutnej.

Patka. 1. Tabela geochronologiczna

Era	Okres	era	Czas trwania, milion lat	Czas od początku okresu do dnia dzisiejszego, milion lat	Warunki geologiczne	Świat warzyw	Świat zwierząt
Kenozoik (czas ssaków)	Czwartorzędowy	Nowoczesny	0,011	0,011	Koniec ostatniej epoki lodowcowej. Klimat jest ciepły	Zanik form drzewiastych, rozkwit form zielnych	Wiek człowieka
	Czwartorzędowy	plejstocen	1	1	Powtarzające się zlodowacenia. Cztery epoki lodowcowe	Wymieranie wielu gatunków roślin	Wymieranie dużych ssaków. Narodziny społeczeństwa ludzkiego
	Trzeciorzędowy	pliocen	12	13	Góry w zachodniej części Ameryki Północnej nadal się wznoszą. Aktywność wulkaniczna	Upadek lasu. Rozmieszczenie użytków zielonych. Rośliny kwitnące; rozwój roślin jednoliściennych	Wyłonienie się człowieka z małp. Gatunki słoni, koni, wielbłądów, podobne do współczesnych
		miocen	13	25	Powstały Sierras i Góry Kaskadowe. Aktywność wulkaniczna w północno-zachodnich Stanach Zjednoczonych. Klimat jest fajny		Kulminacyjny okres w ewolucji ssaków. Pierwsze wielkie małpy
		Oligocen	11	30	Kontynenty są niskie. Klimat jest ciepły	Maksymalne rozmieszczenie lasów. Wspomaganie rozwoju roślin jednoliściennych	Archaiczne ssaki wymierają. Początek rozwoju antropoidów; przodkowie większości żyjących rodzajów ssaków
		eocen	22	58	Góry zostały zmyte. Nie ma mórz śródlądowych. Klimat jest ciepły		Różnorodne i wyspecjalizowane ssaki łożyskowe. Zwierzęta kopytne i drapieżniki osiągają swój szczyt
		Paleocen	5	63			Rozmieszczenie archaicznych ssaków
Orogeneza alpejska (niewielkie zniszczenie skamieniałości)
Mezozoik (czas gadów)	Kreda		72	135	Pod koniec tego okresu powstają Andy, Alpy, Himalaje i Góry Skaliste. Wcześniej morza śródlądowe i bagna. Osadzanie się kredy do pisania, łupki ilaste	Pierwsze rośliny jednoliścienne. Pierwsze lasy dębowe i klonowe. Spadek nagonasiennych	Dinozaury osiągają swój najwyższy rozwój i wymierają. Ptaki zębate wymierają. Pojawienie się pierwszych współczesnych ptaków. Archaiczne ssaki są powszechne
	Jura		46	181	Kontynenty są dość wzniesione. Płytkie morza pokrywają część Europy i zachodnie Stany Zjednoczone	Rośnie znaczenie roślin dwuliściennych. Powszechne są cykladofity i drzewa iglaste	Pierwsze ptaki zębate. Dinozaury są duże i wyspecjalizowane. Owadożerne torbacze
	Trias		49	230	Kontynenty wznoszą się nad poziom morza. Intensywny rozwój suchych warunków klimatycznych. Rozległe osady kontynentalne	Dominacja nagonasiennych już zaczyna spadać. Wymieranie paproci nasiennych	Pierwsze dinozaury, pterozaury i ssaki składające jaja. Wymieranie prymitywnych płazów
Orogeneza hercyńska (pewne zniszczenia skamieniałości)
Paleozoik (era starożytnego życia)	permski		50	280	Kontynenty się podniosły. Powstały Appalachy. Suchość wzrasta. Zlodowacenie na półkuli południowej	Spadek mchów klubowych i paproci	Wiele starożytnych zwierząt wymiera. Rozwijają się gady i owady podobne do zwierząt
	Górny i środkowy węgiel		40	320	Kontynenty są początkowo nisko położone. Rozległe bagna, na których utworzył się węgiel	Duże lasy paproci nasiennych i nagonasiennych	Pierwsze gady. Owady są powszechne. Rozmieszczenie starożytnych płazów
	Dolny karbon		25	345	Klimat jest początkowo ciepły i wilgotny, później, w wyniku podniesienia się lądu, staje się chłodniejszy	Dominują mchy i rośliny paprociopodobne. Nagonasienne stają się coraz bardziej powszechne	Lilie morskie osiągają najwyższy rozwój. Rozmieszczenie starożytnych rekinów
	dewoński		60	405	Morza śródlądowe są małe. Uprawa ziemi; rozwój suchego klimatu. Zlodowacenie	Pierwsze lasy. Rośliny lądowe są dobrze rozwinięte. Pierwsze nagonasienne	Pierwsze płazy. Obfitość dwudysznych i rekinów
	Silur		20	425	Rozległe morza śródlądowe. W miarę podniesienia się terenu nisko położone obszary stają się coraz bardziej suche	Pierwsze wiarygodne ślady roślin lądowych. Dominują algi	Dominują pajęczaki morskie. Pierwsze (bezskrzydłe) owady. Rozwój ryb jest wzmocniony
	Ordowik		75	500	Znaczące zanurzenie lądu. Klimat jest ciepły, nawet w Arktyce	Prawdopodobnie pojawiają się pierwsze rośliny lądowe. Obfitość wodorostów	Pierwsze ryby były prawdopodobnie słodkowodne. Bogactwo koralowców i trylobitów. Różne skorupiaki
	Kambr		100	600	Kontynenty są nisko położone, a klimat jest umiarkowany. Najstarsze skały z dużą ilością skamieniałości	Wodorost	Dominują trylobity i nieutwardzone. Pochodzenie większości współczesnych typów zwierząt
Druga wielka orogeneza (znaczne zniszczenie skamieniałości)
Proterozoik			1000	1600	Intensywny proces sedymentacji. Później - aktywność wulkaniczna. Erozja na dużych obszarach. Liczne zlodowacenia	Prymitywne rośliny wodne - algi, grzyby	Różne pierwotniaki morskie. Pod koniec ery - mięczaki, robaki i inne bezkręgowce morskie
Pierwsza wielka orogeneza (znaczne zniszczenie skamieniałości)
Archeony			2000	3600	Znacząca aktywność wulkaniczna. Słaby proces sedymentacji. Erozja na dużych obszarach	Nie ma skamieniałości. Pośrednie przesłanki istnienia organizmów żywych w postaci złóż materii organicznej w skałach

Problem określenia bezwzględnego wieku skał i czasu istnienia Ziemi od dawna zajmuje umysły geologów, a próby jego rozwiązania podejmowano wielokrotnie, wykorzystując różne zjawiska i procesy. Wczesne pomysły na temat absolutnego wieku Ziemi były ciekawe. Współczesny M.V. Łomonosow, francuski przyrodnik Buffon, określił wiek naszej planety na zaledwie 74 800 lat. Inni naukowcy podali różne liczby, nie przekraczające 400-500 milionów lat. Należy tutaj zauważyć, że wszystkie te próby były z góry skazane na niepowodzenie, ponieważ opierały się na stałości tempa procesów, które, jak wiadomo, zmieniały się w historii geologicznej Ziemi. I dopiero w pierwszej połowie XX wieku. istniała realna możliwość zmierzenia prawdziwie absolutnego wieku skał, procesów geologicznych i Ziemi jako planety.

Tabela 2. Izotopy stosowane do określenia wieku bezwzględnego
Izotop macierzysty	Produkt finalny	Okres półtrwania, miliardy lat
147 sm	143nd+On	106
238U	206 Pb+ 8 He	4,46
235 U	208 Pb+ 7 He	0,70
232 tys	208 Pb+ 6 He	14,00
87 rubli	87 Sr+β	48,80
40 tys	40 Ar+ 40 Ca	1,30
14 C	14N	5730 lat

Temat: Chronologia geologiczna i mapa geologiczna.”

Cele Lekcji:

powtórz podstawowe pojęcia z tematu: „Litosfera i rzeźba terenu”,

przedstawić nauki zajmujące się badaniem skorupy ziemskiej. Aby stworzyć ideę tabeli geochronologicznej, przekazać wiedzę na temat chronologii geologicznej.

rozważyć biologiczną ewolucję życia na Ziemi, bez pogłębiania tego zagadnienia, - rozwijać umiejętności uczniów w zakresie ustalania związków przyczynowo-skutkowych;

nadal formułować pomysły dotyczące powiązań interdyscyplinarnych;

promowanie aktywności poznawczej i zainteresowania uczniów przedmiotami, których się uczą, przy pomocy nowych technologii informatycznych.

Sprzęt: komputer, projektor, zbiór minerałów, mapa fizyczna Rosji, tablica geochronologiczna, mapa tektoniczna Rosji.

Podczas zajęć:

I. Moment organizacyjny.

II. Odniesienie historyczne.

Nauczyciel. Nowoczesne reliefy planety –jest to wynik wieloletniego rozwoju geologicznego i wpływu współczesnych procesów reliefotwórczych: wewnętrznych (endogenicznych) i zewnętrznych (egzogennych), w tym człowieka. Aby zrozumieć różnice we współczesnej rzeźbie, musisz poznać geologiczną historię jej powstania. Nauka bada strukturę i historię rozwoju Ziemi na podstawie położenia skał -geologia . Przez wiele lat geolodzy badający skały próbowali określić wiek Ziemi. Ale do niedawna byli dalecy od sukcesu. Na początku XVII wieku arcybiskup Armagh James Ussher obliczył datę stworzenia na podstawie Biblii i określił ją na 4004 rok p.n.e. mi. Ale mylił się ponad milion razy. Dziś naukowcy uważają, że wiek Ziemi wynosi 4600 milionów lat. Jest w przybliżeniu równy wiekowi Słońca i innych planet.

Geologia dzieli się na gałęzie:

Geologia historyczna – bada wzorce struktury skorupy ziemskiej w czasie geologicznym.

Geotektonika – nauka o budowie skorupy ziemskiej i powstawaniu struktur tektonicznych (fałdy, uskoki, pęknięcia itp.)

Paleontologia – Jest to nauka o wymarłych organizmach, które bada się na podstawie skamieniałości, zachowanych twardych szkieletów itp.

Mineralogia – nauka zajmująca się badaniem minerałów.

Petrografia - nauka badająca skały. Geochronologia bada wiek, czas trwania i kolejność powstawania skał.

Metoda geochronologiczna – na podstawie badania kolejności skał osadowych.

– Jak nazywają się skały osadowe?
– Wyjaśnić mechanizm powstawania skał osadowych (Pod wpływem warunków atmosferycznych skały ulegają zniszczeniu, rzeki niosą ich fragmenty do jezior i mórz, gdzie z gromadzących się osadów tworzą się skały osadowe )
- Daj przykłady. (Pokaż próbki)

III. Wyjaśnienie nowego materiału.

Nauczyciel. Badając wiek Ziemi, opracowali kalendarz ziemski. Historia Ziemi podzielona jest na długie okresy czasu -era. Epoki dzielą się naokresy , okresyera , epoki – dalejwiek . (Zapisz w notatniku)
Nazwy epok pochodzenia greckiego:Archaiku - najstarszy,Proterozoik - wczesny,Paleozoik - starożytny,Mezozoik- przeciętny,era kenozoiczna - nowy. Na podstawie określenia wieku geologicznego skał naukowcy sporządzają tablice geochronologiczne. Czytanie takich tablic rozpoczyna się od dołu w miarę pojawiania się skał. Na naszej lekcji sporządzimy tabelę, w której wpiszemy najważniejsze wydarzenia geologiczne, minerały i prześledzimy główne etapy rozwoju życia oraz etapy ewolucji chemicznej.(Wypełnianie tabeli podczas nauki nowego materiału)

Nauczyciel. Etap protoplanetarny – powstanie Wszechświata. Każdy elektron, który próbował zbliżyć się do wysokoenergetycznego protonu, został natychmiast wyrzucony w wyniku zderzenia z nim. Ale czas działał na promieniowanie. Ekspansja ochłodziła Wszechświat, a protony stopniowo traciły swoją energię, ponieważ musiały wypełniać coraz więcej przestrzeni. Po około milionie lat temperatura spadła do 4000°C, co pozwoliło już jądrom na utrzymywanie elektronów na orbitach. To właśnie na tym etapie rozwoju Wszechświata powstały atomy. W ciągu kilku tysięcy lat elektrony osiadły na orbitach wokół jąder wodoru. Planeta Ziemia powstała z grudek pyłu, gazu i twardszych cząstek. Meteoryty często wpadały w ten skrzep, podnosząc temperaturę młodej planety. Stopniowo rój meteorytów rozproszył się i rozpoczęła się era wulkanizmu. Lawa wybuchająca przez wulkany zestaliła się i powstał pierwotny wygląd Ziemi.

Nauczyciel. Okres prekambryjski . W geologii w tym okresie powstaje pierwotna skorupa ziemska, która wyrasta w wyniku wulkanizmu i skał osadowych. Tak powstały duże platformy. Życie w okresie prekambryjskim stało się czynnikiem geologicznym - organizmy żywe zmieniły kształt i skład skorupy ziemskiej, tworząc jej górną warstwę - biosferę.

Pytania.

– Nazwij je i pokaż na mapie.
– Czemu odpowiadają w reliefie?(Równiny Rosyjskie i Zachodniosyberyjskie)

Fundamenty platform zbudowane są ze skał magmowych i metamorficznych.

– Jakie skały nazywamy magmowymi i metamorficznymi? Daj przykłady.(Gnejsy, granity, kwarcyty - ekspozycja minerałów z kolekcji)

W okresie prekambryjskim na południu platformy syberyjskiej utworzyły się obszary pofałdowane.

– Jak nazywają się obszary złożone?
– Jak powstają?

– Czemu odpowiadają w reliefie? Nazwij je i pokaż na mapie.(Góry regionu Bajkał i Transbaikalia)

Minerały prekambryjskie charakteryzują się dużą zawartością rud (magnetyczna ruda żelaza, czerwona ruda żelaza, piryt miedzi, połysk ołowiu - ekspozycja minerałów).

Nauczyciel. Paleozoik . W epoce paleozoicznej w wyniku zderzenia płyt litosfery powstały góry lądowe. Zwierzęta od samego początku były zależne od roślin, które dostarczają im tlenu i stanowią podstawę piramidy żywieniowej. Opowiedz nam o zwierzętach i roślinach, które powstały w epoce paleozoiku.

– Określ na podstawie mapy, które góry powstały w tym okresie?(Ural, Ałtaj, Sajanie Zachodni i Wschodni) . W wyniku obfitości roślinności i dzikiej przyrody w tym okresie powstają ropa naftowa, węgiel i sole. Węgle karbońskie i permskie stanowią 40% zasobów węgla na Ziemi.

Pokaz minerałów.

Nauczyciel. Era mezozoiczna. Korzystając z mapy tektonicznej, określ terytoria, których ukształtowanie miało miejsce w erze mezozoicznej?(Góry Sikhote-Alin; grzbiety Chersky i Verkhoyansky). To era gadów i nagonasiennych. Gady zasiedliły wszystkie lądy i morza, niektóre przystosowały się do lotu. Dinozaury stały się całkowitymi „władcami” ziemi.

– Wymień minerały ery mezozoicznej.(Złoto, cynk, arsen, srebro, cyna, wolfram i inne)
Minerały te powstały w wyniku aktywnych ruchów tektonicznych. Obecnie zróżnicowanie rzeźby tych terenów jest wynikiem historii geologicznej.
Część płyty oceanicznej zatonęła, a poszczególne bloki podniosły się, tworząc następnie platformy. W warunkach ciepłego i wilgotnego klimatu oraz dużej biomasy powstały złoża węgla. Największy basen węglowy Zyryansky, grubość warstw wynosi 700-800 metrów(Pokaż na mapie).

Nauczyciel. Era kenozoiczna. Wraz z początkiem ery kenozoicznej kontynenty Laurazji i Gondwany zaczęły się „rozchodzić”, tworząc nowe kontynenty. W tym samym czasie płyty litosfery poruszały się i zderzały ze sobą. W ten sposób powstały fałdy, tj. pasma górskie.

W epoce kenozoicznej w Rosji fałdowanie miało miejsce w pasach alpejsko-himalajskich i pacyficznym. Odpowiada to Kaukazowi Północnemu (ryc. 67, 68), gdzie rosną góry, o czym świadczy wulkanizm i trzęsienia ziemi. Tutaj leży granica zderzenia płyt litosfery euroazjatyckiej i afrykańsko-arabskiej. Wyspy Kurylskie i Kamczatka odpowiadają pasowi Pacyfiku (ryc. 69,70). Kontynuuje się tutaj układanie skorupy kontynentalnej, dlatego obserwuje się trzęsienia ziemi, gejzery i wulkanizm.

Pytania:

– Pokaż na mapie Wyspy Kurylskie i Półwysep Kamczatka.
– Podaj nazwę największego wulkanu w Rosji.
– Pokaż Kaukaz i najwyższy szczyt Rosji.

Zasoby mineralne obejmują fosforyty, węgle brunatne, boksyty, diamenty i kamienie szlachetne.

W okresie czwartorzędu rozpoczyna się zlodowacenie. W tym okresie następuje naprzemienny wzrost i spadek temperatury. W Rosji występują 3 zlodowacenia: Oka, Dniepr i Wałdaj. Ostatnia era polodowcowa trwa 10 tysięcy lat.era kenozoiczna - era kwitnących roślin, ptaków i ssaków.

Konsolidacja.

Nauka badająca budowę i historię rozwoju Ziemi nazywa się...(geologia ).

Doktryna o budowie skorupy ziemskiej i jej ruchach nazywa się - ... (geotektonika )

Dział geologii zajmujący się badaniem wieku, czasu trwania i kolejności powstawania skał...(geochronologia )

Najdłuższe okresy w historii geologicznej Ziemi to...(era )

Najstarsza epoka to…(Archaiku )

Żyjemy w epoce nowego życia...(era kenozoiczna )

Tablica zawierająca informacje o kolejnych zmianach epok i okresów, najważniejszych wydarzeniach geologicznych i etapach rozwoju życia nazywa się...(geochronologiczne )

Korzystając z tabeli, znajdź okres, w którym miało miejsce starożytne zlodowacenie (czwartorzędowe lub antropogeniczne )

Najstarsza formacja górska nazywa się (Składanie Bajkału )

Najmłodsze góry powstały w...(alpejski ) składane.

Podsumowanie lekcji.

– Jakie etapy rozwoju Ziemi zidentyfikowaliśmy?
– Jak zmienił się wygląd Ziemi na przestrzeni 4,6 miliona lat?
– Jakie procesy ukształtowały wygląd Ziemi?
– Co w tym czasie stało się z organizmami żywymi?
– Jakie są Twoje wrażenia na temat rozwoju życia na Ziemi?

Zadanie domowe: pozycja 11, dokończ tabelę i naucz się tego.

Pod pojęciem geologicznych źródeł informacji rozumie się próbki materiałów i informacje, które pozwalają na ocenę danych historycznych i sporządzenie szczegółowego planu geologicznego. Źródła informacji obejmują:

Mapy skamieniałości - zawierają szczegółowe informacje o lokalizacji złóż, istniejących wzorcach i obiecujących obszarach zagospodarowania. Wszystkie mapy geologiczne posiadają skalę, w zależności od wielkości, którą wyróżniają: mapy poglądowe terytorialne, odzwierciedlające informacje o kontynentach, stanach itp.;

Mapy średniej skali - rejestrują charakterystykę terytorialną poszczególnych obszarów, na przykład Ałtaj, Kaukaz itp.; mapy w małej skali - dane regionalne lub informacje geologiczne małych państw.

Chronologia względna

W paleozoiku:

2. Ordowik – kręgowce;

3. Silur – rośliny lądowe;

W mezozoiku:

2. Yura - pierwsze ptaki;

W kenozoiku:

1. Paleogen – pierwsze kwiaty;

Absolutna chronologia

Słoje drzew znajdują się w skale utworzonej przez osady. Na badanych obszarach uwzględniono osady sezonowe. Latem warstwa osadowa tworzona jest przez piaskowiec i jest grubsza. Zimą, gdy ruch skał jest mniej intensywny, osadzają się muły i gliny. O wieku warstwy decyduje liczba warstw gliny i piasku. Aby uzyskać dokładne dane, stosując metodę sedymentacyjną, nic nie powinno zakłócać procesu akumulacji skał. Jeśli rytm zostanie zakłócony i proces zostanie przerwany, dane mogą zostać zniekształcone. Kolejnym ograniczeniem tej metody jest okres badań – nie ma możliwości określenia wieku skały starszej niż kilkadziesiąt tysięcy lat.

Metoda datowania radiacyjnego opiera się na uwzględnieniu szybkości rozpadu radioizotopów w skale. Pomysł wykorzystania promieniowania tła jako narzędzia geologicznego zaproponował P. Curie w 1902 roku. Zaletą tej techniki jest fakt, że szybkość rozpadu cząstek radioaktywnych jest stała, na którą nie mają wpływu czynniki klimatyczne ani inne. Zasadniczo metoda datowania radiacyjnego składa się z wielu metod, w szczególności: uran-ołów, rubid-stront, potas-argon, ołów-izotop, samar-neodym, radiowęgiel. Metodologia opiera się na naturalnych procesach fizycznych, które powodują przemianę azotu atmosferycznego w opad radioaktywny z okresem rozpadu wynoszącym 5,57 tys. lat.

Metodę tę stosuje się do datowania torfu, drewna i innych kompozycji zawierających węgiel. W oparciu o metodologię zidentyfikowano czas trwania każdej z istniejących epok oraz określono granice wchodzących w ich skład okresów. Geologiczne źródła informacji Pod pojęciem geologicznych źródeł informacji rozumie się próbki materiałów i informacje, które pozwalają na ocenę danych historycznych i sporządzenie szczegółowego planu geologicznego. Źródła informacji obejmują:

Dane o złożach kopalin – ich objętość, lokalizacja, warunki występowania i metody wydobycia;
Materiał faktyczny – próbki gleby itp.;
Sprawozdania z pomiarów nad obiektami geologicznymi;
Tabele, raporty, wykresy, mapy i inny materiał analityczny;
Informacje o kosztach poszukiwania i wydobycia kopalin.

Za najbardziej dostępne źródło uzyskania omawianych informacji uważa się mapy geologiczne.

Mapa geologiczna to graficzny zespół danych odzwierciedlający cechy i strukturę w granicach określonej strefy lub w skali planetarnej. Dane odzwierciedlone na mapie mają swoje własne symbole i są wykreślane za pomocą specjalnych symboli. Mapa geologiczna odzwierciedla informacje o wieku, wielkości, składzie i stanie wychodni skalnych na powierzchni Ziemi.

Na podstawie map geologicznych można wyciągnąć wnioski dotyczące wzorców akumulacji i rozmieszczenia minerałów, zarówno na pojedynczym terytorium, jak i na całej planecie. Informacje zawarte na mapie pozwalają ocenić i prześledzić etapy powstawania skorupy ziemskiej.

Do tworzenia map wykorzystuje się dane uzyskane podczas wypraw geologicznych, podczas analizy materiału teoretycznego itp. W zależności od przeznaczenia i zawartości kart wyróżnia się następujące typy:

Stratygraficzne mapy geologiczne - obejmują okres do skał czwartorzędowych. Materiały nie ujawniają informacji dotyczących osadów kontynentalnych, wyjątkiem może być ich znaczna miąższość lub brak wiedzy o leżących pod nimi skałach. Mapa symbolicznie ukazuje pochodzenie, skład, wiek, warunki występowania i cechy rozgraniczenia;
Mapy osadów czwartorzędowych - przedstawia skały czwartorzędowe z podziałem na wiek, skład i genezę. Badając materiał, można zobaczyć etapy zlodowacenia, lokalizację i rozmieszczenie skał polodowcowych, regresje i transgresje morskie;
Mapy litograficzne - odzwierciedlają informacje o warunkach pochówku i składzie wychodni powierzchniowych lub skał znajdujących się poniżej poziomu czwartorzędu;
Mapy geomorfologiczne - informują o głównych typach rzeźby lub poszczególnych jej elementach, z uwzględnieniem ich pochodzenia i wieku;
Mapy tektoniczne - przedstawiają formy, warunki i czas powstawania elementów strukturalnych skorupy ziemskiej;
Mapa hydrogeologiczna - ujawnia informacje o składzie i reżimie zbiorników podziemnych, poziomach wodonośnych, warunkach występowania wód;
Mapy inżynieryjno-geologiczne - przedstawiają właściwości skał i zjawiska geodynamiczne;
Mapy skamieniałości - zawierają szczegółowe informacje o lokalizacji złóż, istniejących wzorcach i obiecujących obszarach zagospodarowania.

Wszystkie mapy geologiczne posiadają skalę, w zależności od wielkości, którą wyróżniają: mapy poglądowe terytorialne, odzwierciedlające informacje o kontynentach, stanach itp.; Mapy średniej skali - rejestrują charakterystykę terytorialną poszczególnych obszarów, na przykład Ałtaj, Kaukaz itp.; mapy w małej skali - dane regionalne lub informacje geologiczne małych państw.

Chronologia względna

Chronologiczna sekwencja wydarzeń geologicznych jest odzwierciedlona w jednej, usystematyzowanej i uznawanej na całym świecie tabeli lub skali geochronologicznej. Materiał ten pokazuje czas trwania okresów rozwoju i czas trwania epok, a także ich kolejność.

Według skali wyróżnia się pięć epok, są to: Archaea – 1800 milionów (bakterie, algi); Proterozoik – 2000 milionów (pierwsze organizmy wielokomórkowe); Paleozoik – 330 milionów; Mezozoik – 165 milionów; Kenozoik – 70 milionów

Era geologiczna określa jeden z etapów życia i rozwoju świata organicznego i skorupy ziemskiej. Epoki, począwszy od paleozoiku, podzielono na okresy. W sumie jest 12 okresów:

W paleozoiku:
1. Kambr – bezkręgowcy zamieszkujący morze;

2. Ordowik – kręgowce;

3. Silur – rośliny lądowe;

4. Dewon – ryby i płazy;
5. Karbon – płazy, paprocie;
W mezozoiku:

1. Trias – pierwsze ssaki;

2. Yura - pierwsze ptaki;

3. Kreda – śmierć dużych gadów, dominacja ptaków i ssaków.

W kenozoiku:

1. Paleogen – pierwsze kwiaty;

2. Neogen – rozwój i szerokie rozpowszechnienie kwiatów, ssaków i ptaków;

3. Antropocen – powstanie i rozwój człowieka.

Związek różnych jednostek czasu, biorąc pod uwagę zdarzenia geologiczne, określa się terminem geochronologia względna. Metodologia opiera się na litostratygrafii – analizie stratygraficznej opartej na porównaniu warstw o podobnym składzie i charakterystyce.

Litostratygrafia to technika identyfikacji i podziału konwencjonalnych okresów czasu. Możliwość śledzenia i oceny względnej sekwencji superpozycji oraz korelowania powiązanych ze sobą zdarzeń pojawiła się w XVII wieku. Prawo potwierdzające istnienie ciągu sformułował Nikolaus Steno w 1669 roku. To on ustalił związek pomiędzy głębokością skały a jej wiekiem. Stwierdzono także przerwę stratygraficzną – naruszenie kolejności warstw.

Pomimo uznanego znaczenia prawa Steno, zasada ta jest ograniczona szeregiem cech. Zasada dotyczy regionów o niskiej aktywności tektonicznej, z charakterystycznym poziomym ułożeniem warstw. Gdy w wyniku zjawisk tektonicznych warstwy zostaną skompresowane i wymieszane, dane uzyskane metodą Steno będą niedokładne. W tym przypadku stosuje się metody paleontologiczne, które badają skamieniałości i określają wiek skał na podstawie pozostałości materiału biologicznego. Analiza ewolucyjna pozwala na dokładniejsze określenie względnego wieku i służy jej jako podstawa.

Absolutna chronologia

Chronologia absolutna to technika pozwalająca określić wiek skały z dokładnością do kilku lat.

Ten typ chronologii opiera się na dwóch rodzajach metod: radiologicznej osadowej.

W pierwszym przypadku brana jest pod uwagę szybkość akumulacji opadów, metoda ma inną nazwę - sezonowo-klimatyczna. Wszystkie żywe istoty na Ziemi mają naturalne mechanizmy rejestrowania okresów życia, uderzającym przykładem są słoje drzew. Formacje zależne od zmian klimatycznych i upływu czasu pozwalają określić wiek badanego obiektu.

Aby uzyskać dokładne dane, stosując metodę sedymentacyjną, nic nie powinno zakłócać procesu akumulacji skał. Jeśli rytm zostanie zakłócony i proces zostanie przerwany, dane mogą zostać zniekształcone. Kolejnym ograniczeniem tej metody jest okres badań – nie ma możliwości określenia wieku skały starszej niż kilkadziesiąt tysięcy lat.

Zasadniczo metoda datowania radiacyjnego składa się z wielu metod, w szczególności: uran-ołów, rubid-stront, potas-argon, ołów-izotop, samar-neodym, radiowęgiel. Metodologia opiera się na naturalnych procesach fizycznych, które powodują przemianę azotu atmosferycznego w opad radioaktywny z okresem rozpadu wynoszącym 5,57 tys. lat.