Полная геохронологическая шкала. Геохронологическая шкала

ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКАЯ ШКАЛА (шкала относительного геологического времени), последовательность соподчинённых геохронологических подразделений различных рангов, расположенных в хронологическом порядке и охватывающих всю геологическую историю Земли. Основой геохронологической шкалы послужила общая стратиграфическая шкала, выработанная многолетней практикой главным образом европейских геологов в 19 веке, которая уточняется и поныне. Интервалы времени, в течение которых накопились отложения, принятые за эталоны (стратотипы) общих стратиграфических подразделений, были приняты за общие геохронологические подразделения. Геохронологические подразделения - акрон, зон, эра, период, эпоха, век, фаза - соответствуют стратиграфическим подразделениям - акротеме, эонотеме, эратеме (группе), системе, отделу, ярусу, зоне. Названиями геохронологических подразделений обозначают относительный геологический возраст объектов геологических исследований.

Первоначально геохронологическая шкала, совмещённая со стратиграфической шкалой, была составлена и утверждена на 2-й сессии Международного геологического конгресса в Болонье (Италия) в 1881 году как последовательность периодов, разделённых на эпохи; с тех пор постоянно совершенствуется. В этой шкале история Земли делилась на четыре эры, обоснованные глобальными этапами развития органического мира, в связи с чем были предложены их названия: архейская, или археозойская, - эра древнейшей жизни; палеозойская - эра древней жизни; мезозойская - эра средней жизни; кайнозойская - эра новой жизни. В 1887 году из состава архейской эры выделили протерозойскую - эру первичной жизни. Позднее появилась необходимость выделять более крупные, чем эры, подразделения - эоны, к которым отнесли архей, протерозой и фанерозой (объединил палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую эры).

В России в докембрийской части геохронологической шкалы (1992), учитывая огромную длительность докембрия (86% всей геологической истории), были выделены подразделения ещё более крупного уровня - акроны, в ранг которых были возведены архей и протерозой. В начале 21 века геохронологическая шкала имеет вид, представленный в таблицах. В фанерозойском эоне насчитывают 12 периодов: кембрийский, ордовикский, силурийский, девонский, каменноугольный, пермский (составляют палеозойскую эру); триасовый, юрский, меловой (мезозойскую эру); палеогеновый, неогеновый и четвертичный (кайнозойскую эру). Названия периодов соответствуют названиям систем, которые в основном даны по наименованию местности, где системы были впервые выделены и наиболее полно описаны. Более мелкими подразделениями, чем периоды, в геохронологической шкале являются эпохи, которых бывает две (ранняя и поздняя) или три (ранняя, средняя и поздняя). В некоторых случаях эпохи имеют собственные названия (например, эпохи палеогенового и неогенового периодов). Следующие, более дробные подразделения геохронологической шкалы, - века и подчинённые им фазы. Все границы периодов и большая часть эпох датированы изотопными методами.

Геохронологическая шкала, принятая в России, миллионов лет*

В России геохронологическая шкала, совмещённая с Общей стратиграфической шкалой, утверждена Межведомственным стратиграфическим комитетом (МСК) и включена в Стратиграфический кодекс (1992), дополнения к которому сделаны в 2000 году. Международная стратиграфическая (геохронологическая) шкала, разработанная Международной комиссией по стратиграфии и утверждённая Международным союзом геологических наук (2004), в фанерозойской части отличается от отечественной шкалы отсутствием четвертичного периода, который включён в неогеновый период, и иным расчленением на эпохи и века периодов палеозойской эры; в докембрийской части шкалы не выделяются акроны, а архей и протерозой рассматриваются как подразделения более низкого ранга - эоны, которые имеют другое, чем в российской геохронологической шкале, расчленение на эры и периоды.

Лит.: Стратиграфический кодекс. СПб., 1992; Дополнения к Стратиграфическому кодексу России. СПб., 2000; А geologic time scale // Ed. by F. М. Gradstein, J. G. Ogy, А. G. Smith. 3rd ed. Camb.; N. Y., 2004.

Вот уже четыре с половиной миллиарда лет Земля вращается вокруг Солнца. Разумеется, наша планета не всегда была такой, как сейчас. Лицо Земли, как лицо живого существа, с возрастом стареет. Меняется состав океанов и атмосферы, вырастают и разрушаются горы, зарождаются и высыхают моря, реки прокладывают себе новый путь и прорезают в древних горах глубокие каньоны. И под воздействием этих глобальных перемен жизнь на Земле тоже меняется. Какие бы события ни происходили на Земле, растения, животные и микроорганизмы ухитрялись приспосабливаться к новым условиям. Откуда же мы знаем об этом? История - наука о человечестве. А о возникновении Земли и развитии жизни на ней рассказывают геология и палеонтология (наука об ископаемых). Люди занимаются палеонтологией, чтобы ответить на один из основополагающих вопросов: как возникло то, что мы видим вокруг себя? Какой путь прошла наша планета и как развивалась жизнь на ней? Как все пришло к современному состоянию? Повсюду вокруг мы видим следы истории Земли. Вот горный хребет, который был когда-то дном океана, - поднявшийся в результате тектонических процессов, изъеденный водой и ветром, покореженный ледниками и разрушенный землетрясениями. Следы эволюции можно найти и в человеческом организме. Многие внутренние органы (в первую очередь почки и гормональная система) создают внутри нашего тела жидкую солоноватую среду, напоминая о том, что когда-то наши предки обитали в морях. В предплечьях и голенях имеется по две кости - давным-давно, в те времена, когда наши предки учились передвигаться по суше, такое строение помогало вращать конечностями. У зародыша человека на внутриутробных стадиях развития появляются, а затем исчезают жабры. Эти доказательства происхождения человека поражают и палеонтологов, и нас с вами. В «Атласе динозавров» последовательно изложены все изменения, произошедшие за долгую историю Земли. Книга начинается с серии великолепных карт, составленных на основе кропотливых геологических исследований. Они показывают, как перемещались континенты за последние 620 миллионов лет. Затем каждая карта дополняется рассказом об ископаемых, дающих представление о том, какие растения и животные обитали в эту эпоху в море и на суше. В последней, информационной части понятным языком излагаются сложные идеи и принципы, на которых строится современная геология и палеонтология. Стоит заметить, что научное изучение Земли в современном смысле этого слова началось всего около двухсот лет назад. В те годы существовало множество «теорий», которые пытались объяснить, почему камни бывают такими разными по форме и составу. Лишь со временем ученые признали, что ископаемые окаменелости - остатки органической жизни, а не творения человеческих рук или шутка природы. А после того, как английский ученый Уильям Смит создал науку стратиграфию, стало ясно, что окаменелые морские раковины, которые иногда находят в горах, не были занесены туда волнами Всемирного потопа, как считалось прежде. Эти находки объясняются системой геологических формаций - пластов, из которых состоят горные породы во всем мире. Затем перед учеными встала другая проблема: как определить возраст горных пород? Очевидно, что породы, находящиеся на глубине, древнее верхних, но практически во всех регионах мира представлены лишь отдельные фрагменты полной последовательности. И только после открытия радиоактивности был создан метод, основанный на измерении периода распада изотопов. Этот метод позволил определить возраст горных пород с точностью до миллионов лет, хотя Дарвин и многие геологи делали довольно точные расчеты еще десятилетиями раньше.

И наконец, ученым предстояло решить еще одну задачу: каким образом современные материки заняли свои нынешние места? На этот вопрос ответила теория дрейфа континентов. Вначале она была высказана как смелое предположение, затем оформилась в гипотезу, а в наши дни на ее основе была разработана теория тектоники литосферных плит - основополагающая концепция современной геологии. Благодаря ей мы знаем о движении континентов, о том, как перемещаются и сталкиваются друг с другом материковые плиты, возникают и снова исчезают океаны, а также понимаем, что землетрясения, извержения вулканов, «горячие зоны» земной коры и горообразование представляют собой проявления одного и того же процесса - тектоники. Эта теория помогла проверить многие существовавшие ранее идеи о возникновении и последующем изменении атмосферы, океанов, самой Земли и жизни на ней.

Накопленные материалы о геологическом строении земной коры и развитии жизни позволило разбить ее геологическую историю на шесть эр и составить шкалу геологического времени – геохронологическую шкалу.

Каждая эра делится на периоды, период на эпохи, эпохи на века.

Архейская эра – эра начала жизни

Протерозойская эра – эра первичной жизни

Рифейская – эра ранней жизни

Палеозойская эра древней жизни

Мезозойская – эра средней жизни

Кайнозойская – эра новейшей жизни.

Эры объединены в два эона Криптозой и Фанерозой.

Кроптозой объединяет Архейскую, Протерозойскую и Рифейскую эры. На этот эон приходится почти 4 млрд лет, или 5/6 всего геологического летоисчисления.

Это время зарождения жизни, появления примитивных одноклеточных организмов. Скелетная фауна полностью отсутствует.

Характеризуются активной тектонической деятельностью, в результате которой сформировалась геологическая структура земной коры, появлением воды и первых простейших форм жизни, накоплением первых мощных толщ осадочных пород. Сначала образовались платформы северного полушария и Австралийская, позднее Индостанская, Южно-Американская, Африканская и Антарктическая. В это же время оформились первые геосинклинали (складчатые горы).

Геологические образования этих эр представлены магматическими, древними осадочными и метаморфическими породами: кристаллическими сланцами, известняками, мраморами и др. В невыветреллом состоянии эти породы являются хорошим основанием и хорошими строительными материалами. Они слагают кристаллический фундамент Русской, Западно-Сибирской и др. равнин, выходят на поверхность в нашей стране южнее Воронежа, в Карелии, Мурманской области, в Восточной Сибири, на Урале, в Средней Азии и на Алтае.

Другие эры – плеозойская, мезозойская и кайнозойская – объединены в фанерозой (приблизительно 570 млн лет). Фаенерозой –важнейший этап геологической истории Земли, для которого характерны возникновение и широкое развитите скелетных организмов, расцвет органического мира и появление человека.

Палеозойская эра –Pzначалась примерно 525-570 млн. лет назад и длилась около 340 млн. лет. Палеозойская эра делится на шесть периодов: Кембрийский, Ордовикский, Силурийский, Девонский, Каменноугольный и Пермский.В случае необходимости в стандартную стратиграфическую шкалу вводились изменения, отражающие региональную специфику. Например, в Европе выделяется каменноугольный период, а в США ему соответствуют два – миссисипский и пенсильванский.

Палеозойская эра отличается в основном очень теплым и влажным субтропическим климатом, что привело к образованию многих пород органогенного происхождения. В этот период произошли две главнейшие фазы горообразования, сопровождавшиеся интенсивным смятием горных пород. Первая, каледонская фаза произошла на территории Шотландии, Западной Скандинавии, Гренландии, на территории России это район Забайкалья. Во время второй, герцинской фазы образовались Уральские горы, Тянь-Шань, Алтай и др. В эпоху скаладчатости тропический климат сменился резким похолоданием, а в эпоху герцинской фазы даже происходило оледенение.

В палеозойскую эру в морях образовались известняки, мергели, доломиты, на континентах – глины, пески и песчаники. В последние периоды палеозоя – каменноугольный и пермский – образовались мощные залежи каменного угля, известняки, песчаники, сланцы, а также химические осадочные породы – гипс, ангидрит, каменная соль. Породы, образовавшиеся на протяжении этой эры, содержат много остатков фауны и флоры. Формы отличались примитивностью и были весьма далеки от современных, это споровые растения и беспозвоночные животные, и впоследствии вымершие позвоночные.

Большинство пород палеозойской эры могут служить надежным основанием и использоваться в качестве строительных материалов.

Мезозойская эра Mz(эра средней жизни) началась 190 млн.лет назад и имела продолжительность около 125 млн.лет., делится на три периода Триасовый, Юрский и Меловой. Эра отличается сравнительно теплым однообразным климатом и тектоническим покоем. Лишь в Юрском периоде имела место киммерийская фаза горообразования, в результате которой началось образование Кавказских и Крымских гор. В это же время наблюдается континентальная климатическая обстановка, при которой образовались угли и глины.

В период мезозоя морские и континентальные отложения получили одинаковое распространение. В пределах русской равнины образовались мощные отложения мела, известняков, глин. Возможности использования пород мезозойской эры в строительных целях такие же, как и в период палеозоя.

На протяжении этой эры пресмыкающиеся имели весьма крупные размеры. Фауна и флора носили переходный характер – от древних форм органического мира к современным.

Кайнозойская эра Kz (эра новой жизни) началась 65 млн.лет назад. Растительный и животный мир приближается к современным формам, появляется человек. Эра делится на три периода Палеоген, Неоген и Четвертичный. Первые два периода обычно объединяются в один – третичный. Четвертичный период занимает всего 1 млн.лет и наиболее детально изучен. Именно в начале четвертичного периода появился человек.

Кайнозойская эра отличается разными, резко отличными друг от друга климатическими условиями. В период Палеогена климат был теплым, почти тропическим, в период Неогена наблюдается похолодание, которое в Четвертичном периоде перешло в ледниковую эпоху с периодическими оледенениями. Оледенения захватили огромную территорию северной части Европы и Азии.

В кайнозойскую эру очень интенсивно проявилась так называемая альпийская складчатость, образование которой началось еще в Юрском периоде. В третичном периоде закончилось образование Кавказских и Крымских гор. В это же время появились хребты Северной Африки, Альпы, Карпаты, горы Памира, Тянь-Шаня, Гималев, на Курильских островах, Сахалине Камчатке. Альпийская горообразовательная фаза еще не закончилась.

В третичном периоде образовались породы морского и континентального происхождения. Морские третичные отложения – глины, известняки-ракушечники и др. располагаются на побережье Черного моря и в других местах. Континентальные третичные отложения распространены повсеместно.

Породы четвертичного периода в подавляющем большинстве являются континентальными отложениями – рыхлыми горными породами и породами органогенного происхождения. Их обычно называют четвертичными породами или наносами в отличие от более ранних пород, которые называю коренными. Морские четвертичные отложения на территории России встречаются редко – на побережьях морей, к северу и востоку от Каспийского моря и на северном побережье Черного моря. По составу и свойствам эти отложения аналогичны третичным. Особую группу среди них составляют морские илы.

Мощность четвертичных отложений колеблется от нескольких сантиметров до десятков и сотен метров. Эти породы менее надежны в качестве оснований, чем корены. Свойства их изменяются в больших пределах и во многом зависят от генетических особенностей.

Коренные породы обычно представлены скальными и уплотненными песчаными и глинистыми породами, а среди четвертичных отложений преобладают рыхлые образования, слабосцементированные и связные.

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 неповсеместным.

  • Архейская и протерозойская эонотемы, охватывающие почти 80% времени существования Земли, выделяются в криптозой, так как в докембрийских образованиях полностью отсутствует скелетная фауна и палеонтологический метод к их расчленению неприменим. Поэтому разделение докембрийских образований базируется в первую очередь на общегеологических и радиометрических данных.
  • Фанерозойский эон охватывает всего 570 млн. лет и расчленение соответствующей эонотемы отложений базируется на большом разнообразии многочисленной скелетной фауны. Фанерозойская эонотема подразделяется на три группы: палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую, отвечающие крупным этапам естественной геологической истории Земли, рубежи которых отмечены достаточно резкими изменениями органического мира.

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.

Таб. 1. Геохронологическая таблица

Эра Период Эпоха Продол- житель- ность, млн. лет Время от начала периода до наших дней, млн. лет Геологические условия Растительный мир Животный мир
Кайнозой (время млекопитающих) Четвертичный Современная 0,011 0,011 Конец последнего ледникового периода. Климат теплый Упадок древесных форм, расцвет травянистых Эпоха человека
Плейстоцен 1 1 Повторные оледенения. Четыре ледниковых периода Вымирание многих видов растений Вымирание крупных млекопитающих. Зарождение человеческого общества
Третичный Плиоцен 12 13 Продолжается поднятие гор на западе Северной Америки. Вулканическая активность Упадок лесов. Распространение лугов. Цветковые растения; развитие однодольных Возникновение человека от человекообразных обезьян. Виды слонов, лошадей, верблюдов, сходные с современными
Миоцен 13 25 Образовались Сиерры и Каскадные горы. Вулканическая активность на северо-западе США. Климат прохладный Кульминационный период в эволюции млекопитающих. Первые человекообразные обезьяны
Олигоцен 11 30 Материки низменные. Климат теплый Максимальное распространение лесов. Усиление развития однодольных цветковых растений Архаические млекопитающие вымирают. Начало развития антропоидов; предшественники большинства ныне живущих родов млекопитающих
Эоцен 22 58 Горы размыты. Внутриконтинентальные моря отсутствуют. Климат теплый Разнообразные и специализированные плацентарные млекопитающие. Копытные и хищники достигают расцвета
Палеоцен 5 63 Распространение архаических млекопитающих
Альпийское горообразование (незначительное уничтожение ископаемых)
Мезозой (время пресмыкающихся) Мел 72 135 В конце периода образуются Анды, Альпы, Гималаи, Скалистые горы. До этого внутриконтинентальные моря и болота. Отложение писчего мела, глинистых сланцев Первые однодольные. Первые дубовые и кленовые леса. Упадок голосеменных Динозавры достигают наивысшего развития и вымирают. Зубатые птицы вымирают. Появление первых современных птиц. Архаические млекопитающие обычны
Юра 46 181 Материки довольно возвышенные. Мелководные моря покрывают некоторую часть Европы и запад США Увеличивается значение двудольных. Цикадофиты и хвойные обычны Первые зубатые птицы. Динозавры крупные и специализированные. Насекомоядные сумчатые
Триас 49 230 Материки приподняты над уровнем моря. Интенсивное развитие условий аридного климата. Широкое распространение континентальных отложений Господство голосеменных, уже начинающих клониться к упадку. Вымирание семенных папоротников Первые динозавры, птерозавры и яйцекладущие млекопитающие. Вымирание примитивных земноводных
Герцинское горообразование (некоторое уничтожение ископаемых)
Палеозой (эра древней жизни) Пермь 50 280 Материки приподняты. Образовались Аппалачские горы. Усиливается засушливость. Оледенение в южном полушарии Упадок плаунов и папоротникообразных растений Многие древние животные вымирают. Развиваются звероподобные пресмыкающиеся и насекомые
Верхний и средний карбон 40 320 Материки сначала низменные. Обширные болота, в которых образовался уголь Большие леса семенных папоротников и голосеменных Первые пресмыкающиеся. Насекомые обычны. Распространение древних земноводных
Нижний карбон 25 345 Климат вначале теплый и влажный, позднее в связи с поднятием суши - более прохладный Господствуют плауны и папоротникообразные растения. Все шире распространяются голосеменные Морские лилии достигают наивысшего развития. Распространение древних акул
Девон 60 405 Внутриконтинентальные моря небольшого размера. Поднятие суши; развитие аридного климата. Оледенение Первые леса. Наземные растения хорошо развиты. Первые голосеменные Первые земноводные. Обилие двоякодышащих и акул
Силур 20 425 Обширные внутриконтинентальные моря. Низменные местности становятся все более засушливыми по мере поднятия суши Первые достоверные следы наземных растений. Господствуют водоросли Господствуют морские паукообразные. Первые (бескрылые) насекомые. Усиливается развитие рыб
Ордовик 75 500 Значительное погружение суши. Климат теплый, даже в Арктике Вероятно, появляются первые наземные растения. Обилие морских водорослей Первые рыбы, вероятно пресноводные. Обилие кораллов и трилобитов. Разнообразные молюски
Кембрий 100 600 Материки низменные, климат умеренный. Самые древние породы с обильными ископаемыми Морские водоросли Господствуют трилобиты и нлеченогие. Зарождение большинства современных типов животных
Второе великое горообразование (значительное уничтожение ископаемых)
Протерозой 1000 1600 Интенсивный процесс осадкообразования. Позднее - вулканическая активность. Эрозия на обширных площадях. Многократные оледенения Примитивные водные растения - водоросли, грибы Различные морские простейшие. К концу эры - моллюски, черви и другие морские беспозвоночные
Первое великое горообразование (значительное уничтожение ископаемых)
Архей 2000 3600 Значительная вулканическая активность. Слабый процесс осадкообразования. Эрозия на больших зглощадях Ископаемые отсутствуют. Косвенные указания на существование живых организмов в виде отложений органического вещества в породах

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.

Таб.2. Изотопы, используемые для определения абсолютного возраста
Материнский изотоп Конечный продукт Период полураспада, млрд.лет
147 Sm 143 Nd+He 106
238 U 206 Pb+ 8 He 4,46
235 U 208 РЬ+ 7 He 0,70
232 Th 208 РЬ+ 6 Не 14,00
87 Rb 87 Sr+β 48,80
40 K 40 Аr+ 40 Са 1,30
14 C 14 N 5730 лет

Геохронологическая шкала

Геохронологическая шкала - геологическая временная шкала истории Земли, применяемая в геологии и палеонтологии, своеобразный календарь для промежутков времени в сотни тысяч и миллионы лет.

Согласно современным общепринятым представлениям возраст Земли оценивается в 4,5-5 млрд лет. В современной геологии наиболее часто встречается оценка возраста в 4,55-4,56 млрд. лет, с оценкой погрешности в несколько процентов. Подобные оценки основаны на данных определения возраста пород методами радиоизотопной датировки. Цифра в 4,567 млрд лет представляет собой своего рода компромисс между различными датировками возраста горных пород, которые дают цифры от 4,2 до 4,6 млрд лет.

Это время было разделено на различные временные интервалы по важнейшим событиям, которые тогда происходили.

Граница между эрами фанерозоя проходит по крупнейшим эволюционным событиям - глобальным вымираниям. Палеозой отделён от мезозоя крупнейшим за историю Земли пермо-триасовым вымиранием видов. Мезозой отделён от кайнозоя мел-палеогеновым вымиранием.

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.

В геологии как в никакой другой науке важна последовательность установления событий, их хронологии, основанной на естественной периодизации геологической истории. 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 мы используем, когда говорим об относительном времени в истории Земли, а вторую, когда имеем 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.

В настоящее время выделяются три наиболее крупных стратиграфических подразделения - эонотемы: архейская, протерозойская и фанерозойская, которым в геохронологической шкале отвечают зоны различной длительности. Архейская и протерозойская эонотемы, охватывающие почти 80% времени существования Земли, выделяются в криптозой, так как в докембрийских образованиях полностью отсутствует скелетная фауна и палеонтологический метод к их расчленению неприменим. Поэтому разделение докембрийских образований базируется в первую очередь на общегеологических и радиометрических данных. Фанерозойский эон охватывает всего 570 млн. лет и расчленение соответствующей эонотемы отложений базируется на большом разнообразии многочисленной скелетной фауны. Фанерозойская эонотема подразделяется на три группы: палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую, отвечающие крупным этапам естественной геологической истории Земли, рубежи которых отмечены достаточно резкими изменениями органического мира.

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, албанский, 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.

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 Юрам в Европе. В честь древних племён названы вендский (венды - нем. название славянского народа лужицких сербов), ордовикский и силурийский (племена кельтов ордомвики 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.

земля строение солнце геохронологический