История геологического развития Земли

В геологической литературе термин «эволюция» используется в широком смысле как синоним развития. Употребляется также термин «прогрессивная эволюция», означающий постепенные изменения объектов в направлении их усложнения, более высокого уровня организации и дифференциации вещества.

Эволюция в неживой природе (геологическая эволюция) происходит по пути все большего удаления природных минеральных образований (по составу и структуре) от усредненных по земной коре, по пути все большей дифференциации вещества горных пород со временем.

Предбиологическая эволюция означает переход от геологической к более совершенной, биологической форме движения материи.

Предполагают, что эволюция в живой природе происходила по пути улучшения приспособляемости организмов к среде обитания.

Многие ученые указывают на существенное сходство эволюции в неживой и живой природе (см. п. 12.1.3), обратим на это особое внимание.

Теории эволюции Земли, т.е. полного и непротиворечивого описания развития ядра и мантии Земли, океанической и континентальной коры, атмосферы, гидросферы и биосферы, пока не существует. Имеется несколько направлений и школ, возглавляемых ведущими специалистами в области геофизики, геохимии и геологии. Сложность возникающих проблем, неоднозначность трактовки уже добытых фактов пока не позволяют соединить в единой картине данные, полученные при различных подходах.

Выделение различных этапов и периодов в геологическом развитии Земли основано на последовательности накопления осадочных горных пород. Если их залегание не нарушено, то каждый верхний слой моложе нижнего.

Ученые разделили отложения на пять групп. Время, в течение которого накапливалась каждая группа пород, названо эрой. Название эры отражает относительное время: архейская (древнейшая), протерозойская (ранняя), палеозойская (древняя), мезозойская (средняя) и кайнозойская (новая). Последние три эры разделены на периоды, поскольку в отложениях этих времен останки животных и растений сохранились лучше и в большем количестве.

Термин «геохронология» принят в науках о Земле для обозначения времени и последовательности образования горных пород, слагающих земную кору. Относительный возраст пород оценивается достаточно просто в одном геологическом разрезе, поскольку каждый последующий пласт образовался позднее предыдущего (но есть исключения, см. ниже).

Этот стратиграфический метод применяют и при сравнении возраста пород в разных разрезах, хотя приходится привлекать и данные палеонтологии для сопоставления возраста слоев.

Важным событием в изучении Земли было создание в 1881 г. на Международном геологическом конгрессе временной шкалы формирования геологических слоев Земли: эра, период, эпоха, век. Хотя это разделение условно, однако на рубеже соседних эр или периодов происходили существенные геологические преобразования и каждый слой обладал своеобразием.

По степени изученности вся история планеты делится на две части. Более древняя охватывает огромный интервал времени — от 570 до 3800 млн лет назад. Ее назвали криптозоем, или периодом со скрытым развитием жизни. Хотя он изучен недостаточно, геологи установили необратимый характер осадкообразования и основные тенденции эволюции Земли под влиянием развивающейся жизни.

Более молодая часть истории Земли, составляющая 570 млн лет и названная фанерозоем, изучена лучше. К ней относятся формации палеозоя, мезозоя и кайнозоя.

Исследуя останки вымерших червеобразных, живших 570— 200 млн лет назад, удалось доказать, что разрезы более древних пород иногда залегают поверх молодых, т.е. большие скопления слоев могут перетасовываться. Расшифровать историю помогает и палеомагнетизм пород.

В лабораторных условиях моделировали глобальные изменения только последнего геологического периода.

Геологические эры Земли:

• • катархей (от образования Земли 5 млрд лет назад до зарождения жизни);
• • архей, древнейшая эра (3,8 млрд — 2,6 млрд лет);
• • протерозой (2,6 млрд — 570 млн лет);
• • палеозой (570 млн — 230 млн лет) со следующими периодами:
  • — кембрий (570 млн — 500 млн лет);
  • — ордовик (500 млн — 440 млн лет);
  • — силур (440 млн — 410 млн лет);
  • — девон (410 млн — 350 млн лет);
  • — карбон (350 млн — 285 млн лет);
  • — пермь (285 млн — 230 млн лет);
• • мезозой (230 млн — 67 млн лет) со следующими периодами:
• — триас (230 млн — 195 млн лет);
• — юра (195 млн — 137 млн лет);
• — мел (137 млн — 67 млн лет);
• • кайнозой (67 млн — до нашего времени) со следующими периодами и веками:
• - палеоген (67 млн — 27 млн лет):

палеоцен (67 млн — 54 млн лет); эоцен (54 млн — 38 млн лет); олигоцен (38 млн — 27 млн лет);

- неоген (27 млн — 3 млн лет):

миоцен (27 млн — 8 млн лет); плиоцен (8 млн — 3 млн лет);

- четвертичный (3 млн — наше время):

плейстоцен (3 млн — 20 тыс. лет); голоцен (20 тыс. лет — наше время).

Самые древние эры в геологической истории Земли — катархей (ниже древнейшего) и архей (древнейший). Это время активной вулканической деятельности на планете. В отложениях этих эр остатки организмов практически не обнаружены. Горные породы архея представлены гнейсами (метаморфическая горная порода, состоящая из кварца, полевого шпата и слюды), кристаллическими сланцами, кварцитами.

На грани архейской и следующей за ней протерозойской (от греч. pro terns — более ранний, первый и zoe — жизнь) эры в результате горообразовательных процессов произошло значительное перераспределение суши и моря на Земле.

Протерозой — огромная по продолжительности (около 2 млрд лет) эра исторического развития Земли, эра возникновения жизни на Земле.

Жизнь становится важным геологическим фактором. Живые организмы изменили форму и состав земной коры. В результате фото- синтетической деятельности неузнаваемо изменился состав атмосферы. К этой эре относится образование крупнейших залежей железных руд (курские, криворожские) органогенного происхождения.

Между протерозойской и палеозойской эрами (около 600 млн лет назад) происходило очередное интенсивное горообразование. Вновь перераспределяются площади суши и моря на Земле. Накопленные в течение протерозоя мощные слои осадков в результате сжатий, поднятий дна моря превратились в горные породы.

Палеозойская эра (от греч.palaios — древний, zoe — жизнь) — первая эра фанерозойского зона продолжительностью около 240- 350 млн лет. Это эра активного горообразования. Животный мир развился от примитивных морских животных до наземных пресмыкающихся, а растительный — до хвойных растений. Из полезных ископаемых появляются каменный уголь, нефть, горючие сланцы, фосфориты.

Мезозойская эра (от греч. mesoa — средний, zoe — жизнь) продолжительностью около 173 млн лет — это время интенсивного горообразования на периферии Тихого, Атлантического и Индийского океанов, господства гигантских пресмыкающихся на суше, в морях и воздухе (динозавров, ихтиозавров и др.). Появляются многочисленные насекомые, костистые рыбы, птицы, млекопитающие, а из растений — лиственные деревья.

Около 60—70 млн лет назад началась кайнозойская (от греч. kainos — новый, zoe — жизнь) эра, которая продолжается в настоящее время. Она характеризуется интенсивными горообразовательными процессами, неоднократными наступлениями моря на сушу и его отступлениями.

Около 0,7—1,8 млн лет назад произошло резкое изменение климата, сопровождавшееся мощным материковым оледенением, охватившим огромные площади в Евразии и Северной Америке. Накопление гигантских запасов льда на суше привело к существенному (на 60—70 м) понижению уровня Мирового океана. В конце кайнозойской эры появился человек.